综采工作面新型矿压监测仪器在中兴煤矿的应用.pdf

第 l 2卷 第3期 总第7 6期 2 0 0 7年 6月 煤 矿 开 采 C o a l Mi n i n g T e c h n o l o g y V o 1 ． 1 2 N o ． 3 S e r i e s N o ． 7 6 J u n e 2 O o 7 综采工作面新型矿 压监测仪器在 中兴煤矿 的应用 张剑 煤炭科学研究总院 开采研究分院 ．北京 1 0 0 0 1 3 [ 摘要] 介绍了综采工作面新型矿压监测 “ K B J - 2 0 0 4 B型矿用 多功能监测系统” 的功能和用 途，以及该仪器的技术特点，并与其他监测仪器作 了对比分析，肯定其使用价值。通过现场井下试 验，仪器 的安全 可靠性得到 了验证。该新型监测仪器 的使用为综采工作面矿压监测提供 了更加精 确的 数据，为煤矿实现工作面安全管理提供 了有效的依据。 [ 关键词] 综采工作面；监测仪器；应用 [ 中图分类号]T D 2 1 4 [ 文献标识码]B [ 文章编号]1 0 0 6 - 6 2 2 5 2 0 0 7 0 3 - 0 0 7 3 - 0 2 App l i c a t i o n o f Ne w S t y l e Gr o un d Pr e s s ur e M o n i t o r i n g I n s t r u me n t i n Ful l - me c h a n i z e d M i ning Fa c e i n Zho n g x i ng Co l l i e r y 工作面矿山压力监测预报是预防矿山灾害的重 要方法，矿压资料的准确性是采取预防措施的最有 效依据。随着采矿科学技术的不断进步，新型的矿 山压力监测仪器被开发 出来 ，为矿山监测预报提供 了高精度的预报资料，从而极大地降低 了生产工作 面的矿压事故，为矿山安全生产做出了贡献 。 1 K B J - 2 0 0 4 B型矿用监测系统概述 1 ． 1 监测仪器可靠性 矿山压力监测仪器首先必须具有高的可靠性， 而且监测过程必须具有连续性 ，这是保证监测预报 资料精确性必须具备的先决条件。综采工作面矿压 监测仪器大致分 2大类型 ，一类是手动式 ，比如典 型的圆图仪 。这类监测仪器比较陈旧，收集到的数 据可靠性低，无法满足现场矿压监测预报，因此已 逐步被淘汰。另一类是机械式，比如山东泰安生产 的尤洛卡。这类仪器的精确性相对较高，采集到的 数据可靠性高 ，预报的精度能够满足煤矿生产的需 要 。但是该类仪器也普遍存在采集数据不稳定 ，而 且采集过程相对繁琐 ，没有完全实现机械化 。 而 K B J - 2 0 0 4 B型矿用监 测系统具有机械式 矿 压监测仪器上述优点 ，更具有采集数据稳定性 好， 数据采集方便可行等，是其他机械式矿压监测仪器 不具有的优点。 1 ． 2 监测仪器的特点 K B J - 2 0 0 4 B型矿用多功能监测系统是采用 目前 最先进 的微处理器 芯片 和 F l a s h存贮 器研制 开发 的，存储器采用 了 U s b磁盘，存储数据几乎海 量。 主要特点是 简明快捷的人机对话窗口；先进的电 子开关技术，彻底解决了机械触点诸多弊病；内置 先进 u盘接口接人 U盘存储数据超大容量；具有 自动 、手动两种平衡方式 ；内置时钟系统 ，采集到 数据准确到秒 ；理想实用的 P C处理软件数据 库操作 、多支柱压力 曲线实时显示同时生成数据文 件；以 1 s ／ 柱的速率将压力采集存人 u盘，P C以曲 线形式回放各支柱压力值 、极值 、报警 。运行该软 件可清楚方便地 了解判断当班的移架次数 、基本顶 来压大小及周期 、进而为高瓦斯工作面的瓦斯灾害 预防提供宝贵信息。 1 ． 3 监测仪器的技术指标 系统精度达到测量值 的 0 ． 2 ％字 ，分辨度高 达 0 ． 0 1 MP a ，量 程 是 6 0 MP a 。数 据采集 速 率为 1 s ／ 点，存储数据的长度用 2 5 6 M的 U盘可连续存 储 数 据 1 a以上 。监 测 系 统 使 用 的 电源 为 交 流 1 2 7 V ／ 5 W 防爆 兼本 安 电源 ，并 且 主 机 内置 6节 3 0 A h的充 电电池 ，内部设有 高低 电压监测 电路 ， 电池电压过低时，自动关机，来电时自动开机运行 采集数据完全实现智能化。该仪器可适应的工作环 境为 0～ 3 5 o C，海拔 1 8～一1 6 0 0 m 以下 ；相对湿 度 ≤7 5 ％ 。 2井下试验 2 ． 1 工作 面回采工 艺 中兴煤矿综采工作面采用走 向长壁后退式开 采 ，主采 2 煤层，煤层厚度 1 ． 6～2 ． 1 6 m，平均厚 度 1 ． 8 8 m。根 据 回采 高度 确定 采煤 机 为 MG 2 5 0 ／ 【 收稿 日期]2 0 0 7 0 2 0 6 【 作者简介】张剑 1 9 7 4 一 ，男，内蒙古武川人 ． 工程师． 2 0 0 4 年毕业于中国矿业大学 北京 ，获硕士学位。 7 3 维普资讯 总第 7 6期 煤 矿 开 采 2 0 0 7年第 3期 6 0 0 一 WA D型，选用 S G Z 7 6 4 ／ 6 3 0型可弯曲刮板输送 机运输 ，采用 Z Y 3 2 0 0 ／ 1 2 ／ 2 9 L型液压 支架 支护顶 板 ，工作面主要机械设备见表 1 。 表 1 工作面主要机械设备 回采工艺交接班一割煤一拉架一移溜一拉端 头支架和移机头 机尾 一超前支 护、端头支护 及巷道回收一清理浮煤 工作面采用端部割三角煤斜切进刀方式 ，进刀 长度不少 于 3 0 m。按采煤 机运 行方 向前滚筒割 顶 煤 ，后滚筒割底煤 ，一次采全高。 降架 3 0～5 0 ra m即可拉架 ，拉架要 一次到位 ， 降架要缓慢 ，升架要及时 ，升架到顶梁接顶后操作 手把要在升架的位置停留 3 s ，使 支架 达到额定初 撑力。滞后采煤机割煤 1 5 m依次移输送机 ，输送 机步距 0 ． 6 m，移 输送机 时液 压支架工协 调作业 ， 把输送机顶到煤帮 ，同时移输送机的液压支架不少 于 3架 ，刮板输送机可弯曲长度不少于 1 5 m。 2 ． 2 矿压监测数据分析 中兴煤矿综采工作面原先采用的矿压监测仪器 是圆图仪 ，观测 的数据非常不精确 ，严重影响了矿 压预报的可靠性 。为了精确预报工作面推进过程中 矿压显现 ，便于及时制定预防措施 ，把圆图仪改换 成 K B J - 2 0 0 4 B型矿用多功能监测系统。 综采工作面共安设 1 2 0架液压支架 ，在工作面 头部和尾部分别选择 4架装置了 K B J ． 2 0 0 4 B型矿用 多功能监测系统。监测工作面推进过程中基本顶的 来压规律 ，由于安装不及时 ，本次没有观测到基本 顶的初次来压活动规律。 监测仪器从安装到工作面回采结束 ，历经 5个 多月，采集到大量的数据，根据采集数据 ，得到了 工作面推进过程 中不同地段 的周 期来压步距和强 度，为工作面安全管理和顶板来压资料提供了可贵 的依据。节选工作面推进过程 中监测系统观测到的 结果，分别绘制成下图 1 和图 2 。 根据工作面推进过程中基本顶周期来压全线， 可得到基本顶周期来压的平均步距为 1 9 m，基本顶 来压时支架的平均强度为 3 5 M P a 。由于观测数据连 续性好 ，采集时间间隔很紧密 ，因此得到的观测结 7 4 【 l_ ， 、 缅 ’ ． _ l 止 ll m - - _ ’ m l l , - H I I I I G O - II■ ●I ■ n■ ■ - I ■ M■ ● ■ I ．． ■ I I 1 1 1 1 - 1 1■ ● ■ 图 l 工作面头部 周期来压 分布 曲线 图2 工作面尾 部周 期来压 分布 曲线 果真实性强 ，矿方根据观测结果及时制定了回采工 作面顶板控制的安全措施 ，简单概括有以下几点 1 根据基本顶周期来压步距 为 1 9 m，每 当 工作面推进 2 0 m时，及时主动提高支架的初撑力 ， 预防基本顶来压给工作面造成的灾害； 2 根据基本顶周 期来压强度 为 3 5 M P a ，每 当工作面推进 2 0 m时 ，有意加快工作面的推进速 度 ，快速推过工作面基本顶来压段 ，避免基本顶来 压对 回采工作面产生强烈影响。 3结论 1 新型矿压监测仪器 的研发和使用 ，有效 地保证 了煤矿安全生产。 2 新型矿压监测仪器 的研 发和使用 ，为工 程技术人员提供了更为可靠的矿压预测预报资料和 依据。 3 新型矿压监测仪器 的研 发和使用 ，极大 地减少 了矿压观测的投入成本 ，更为可贵的是提高 了矿井灾害预测预报的可靠性 。 [ 参考文献] [ 1 ]钱鸣高，刘 听成 ．矿山压力及其控制 [ M]．北京 煤炭工业 出版社，l 9 9 1 ． [ 2 ]邹喜正，矿 山压力与岩层控制 [ M]．徐州中国矿业大学出 版社 ，2 0 0 5 ． [ 3 ]李鸿 昌，刘长友 ．综采工作面支护质量监测 [ J ]．煤矿 现代 化 ，1 9 9 3 1 2 4 - 2 6 ． [ 责任编辑 邹正立】 维普资讯