煤矿顶板管理中矿压监测的作用及应用

煤矿顶板管理中矿压监测的作用及应用

刘欢

陕西未来能源化工有限公司金鸡滩煤矿，陕西省榆林市， 719000

摘 要：在煤矿的开采过程中，矿压监测对于井下矿石压力状态检测以及煤矿安全管理有着非常重要的作用，利用矿压监测来对井下矿石压力进行实时监测，不仅能够提升煤矿开采的效率，也能根据监测数据来尽可能的避免安全事故的发生，进而减少人员伤亡。本篇文章对矿压监测在煤矿顶板管理中的应用做出简要分析。

关键词：煤矿顶板管理；矿压监测；应用

在煤矿开采行业中，瓦斯和矿石压力是造成安全事故的主要原因，据资料统计，本世纪发生的煤矿井下安全事故中，瓦斯事故占43%，顶板事故占33%，由此可见煤矿井下的矿压监测活动对于煤矿安全管理有着重要的作用。

随着社会科学经济水平和科学水平的持续提升，矿压监测的技术水平也在不断拔高，煤矿开采的效率及安全性都得到了极大的提升，使得煤矿开采的伤亡事故以及设备安全事故等都大幅度减少。

一 矿压监测系统

在煤矿的顶板管理中，矿压监测系统是其中的重要一环，该系统的强适用性使得该系统能够被应用在多种环境中的矿压监测，同时还能用于矿压参数的监测，对于顶板离层和围岩应力等都具有良好的监测效果。在进行监测数据传输时，该系统采用的是能够进行长时间工作的智能监测传感器，多样化的数据传输，在保证传输数据的完整性的同时提高了数据传输的效率，实施对矿压的实时监测。

二 煤矿顶板管理中的矿压监测

2.1 液压支架初撑力以及工作阻力监测

液压支架的初撑力对于回采工作面的顶板的质量及安全性有着很大的影响，如果对顶板受压力预估失误导致液压支架的初撑力小于实际需要的力，那么长时间处在这种环境中的顶板极易出现压架现象，给煤矿井下安全管理带来不小的隐患。液压支架初撑力的要求应不低于额定工作阻力的80%，当初撑力普遍小于此数值时，则认为是泵站压力过低，需要对其进行检修进而增加泵站压力。

在实际工作当中可能出现极个别的液压支架初撑力出现大幅度下降，这就说明在该处区域存在漏顶的现象或遇到了松软的岩层，需要对其进行防护上的加强，同时还可能遇到初撑力持续下降的情况，那么这种情况很可能是遇到了断层，需要架设相应的防护措施，从而保证煤矿开采的安全性。

1.2 巷道相对位移及顶板动态监测

巷道的相对位移和顶板的动态变化通常可以通过岩层的移动来进行判定。通过布置表面位移观测点的方式来对巷道的变化量进行监测，而顶板的变动可以通过离层仪来监测其不同基点岩层移动的位移量。通过对这些数据的监测来进行分析，掌握巷道内的重点变形区域，分析顶板的运动规律，建立起数据模型对巷道的变形范围进行预测，对巷道的稳定性和相关安全防护措施的适用性进行综合性分析，对一切可能发生的顶板事故进行预防，对已经发生变化的顶板事故需要及时进行处理。

1.3 超前支撑压力监测

钻孔应力计是对超前支撑压力监测的主要仪器，该仪器需要安装在离开采面至少20米以上的巷道中，根据煤矿开采的倾斜方向水平安装在不同深度的钻孔内，在检测钻孔周边应力的同时还能监测超前支护的单体柱的压力辩护。通过对这些数据进行分析，进而确定超前支撑压力的影响区域，以及在采动的影响下工作面前方的高应力集中区域以及巷道顶板围岩的应力集中系数。借此可以确定超前支护的范围及架设方法，对于易发生事故的区域能够提前布置相关防护措施。

三 矿压监测的注意事项

3.1 测点布置

测点布置是进行矿压监测工作的前提和高精度监测数据的基础保证，科学合理的监测点布置能够让监测活动更高效的获取到准确的监测数据，进而掌握顶板的活动规律，从而制定出相关的防护措施。因此在进行测点布置时还需要对煤矿的实际情况进行分析，制定出一条合理的监测线路，如果是复杂型煤矿区域，还需要加设多条监测线路，确保监测数据的可靠性。只有当监测数据安全可靠时，相关防护手段才能取得应有的效果。此外，在设置监测点时，需要根据当前的煤矿井下环境对监测点的距离和位置进行调整，这就需要设置监测点的工作人员需要具备良好的职业素养和知识技能储备。

3.3 合理选择监测方法

不同的监测方法应用在不同的环境中能够取得不同的矿压监测效果，其精度和准确性都将受到监测方法的影响，因此在进行监测之前就需要对监测环境进行分析，选用最佳的检测方法才能对工作面的顶板压力有一个全方面的了解。

在煤矿开采的过程中，矿压监测需要24小时不间断进行，因为煤矿开采作业是一项持续性的工程，加上地质环境处于不断的运动状态中，对矿压进行全天监测不仅能够为顶板防护管理提供重要的数据资料，也能为煤矿安全管理提供重要保障。为防止人工疏忽，还可架设智能监测传感器，以便当数据监测出现变动时能够更快的发现问题和解决问题。

3.3 重视数据分析

在矿压监测过程中会产生大量的数据，这些数据记录了在监测时间内各环节的压力的变化，对这些监测到的数据进行综合性分析，并将分析出的结果及时反馈到相关部门，对即将出现的安全事故进行提前防护。同时还可以将这些数据整理出表格，将初撑力、工作阻力、钻孔应力等数据进行分门别类，以便于制定出科学合理的防护指标并对已架设的顶板装置进行调整。

需要注意的是，数据分析必须依赖于高精度的矿压监测仪器，从而保证数据分析的可靠性和实用性，如存在老化或损坏的监测仪器，应当及时处理，最好是选用最新的仪器进行监测，进而保证数据分析的工作质量。

3.4 工作人员实施调配

在进行矿压监测的过程中，工作人员可以根据矿压监测数据来掌握工作面的周期来压规律并加以利用，对工作人员进行实施调配，进而提升工作效率，加快开采面的推进。同时还需要实时监测液压支架的初撑力，一旦出现初撑力下降，就需要立即查找原因并对事故原因进行处理，并且需要保证液压支架在实际的应用当中的稳定性，避免支架出现高低差等现象。此外，工作人员应定期检测顶板状态，一旦发生异动就要立即上报并及时处理，防止事故发生。

四 结语

综上所述，矿压监测在煤矿顶板管理中发挥着重要的所用，通过对顶板动态、巷道相对位移、钻孔应力等相关数据的监测来确定在实际的煤矿开采过程中巷道的稳定性和安全性，对于预发生的安全事故能够通过数据分析进行及时除了，有效制止了事故发生。而获得这些数据的前提是高精度的矿压监测仪器以及监测点位的合理布置，只有保证数据的可靠性，才能保证防护措施的可靠性，进而加强煤矿开采安全管理，提升企业运行效益。

参考文献：

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2. 孟样军，张申，刘长友，工作面压力监测与专家系统分析[J]，矿山压力与顶板管理，2016(5)：63-69

3. 孙志刚，矿压监测在顶板管理中的应用[J]，科技与企业，2013(19)：8-11