顶板控制及监测03(曹)

《顶板控制及监测03(曹)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《顶板控制及监测03(曹)（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、采场顶板控制 及监测技术(3),第四章 顶板状态参数与采场支护参数,顶板状态参数 采场支护参数 支护参数与顶板状态参数的关系,第一节 顶板状态参数,1）顶板处于良好状态：不增加附加措施仍能保证工作面正常生产。 2）不同顶底板与煤层，保证顶板处于良好状态的顶板状态参数是不一样的。 3）顶板状态参数有：顶底板移近量、端面冒高、及顶板台阶下沉量。网下开采时，有端面及工作面内网兜高度等。,1. 顶底板移近量（仅对单体面）,1）按煤层采高及控顶距估算。依据上覆岩层移动规律,1）M为煤层采高， 为最大控顶距，为下沉系数。 2） =0.0250.05，是根据50个工作面的实测数据而得，主要是摩擦柱工作面。

2、3）根据顶板下沉与支护阻力的双曲线关系，初撑力越高，阻力越大，下沉越小。因此，液压柱面， 应取小值（0.025)。,1. 顶底板移近量（仅对单体面）,2）按裂隙带老顶的下沉量估算 采场最大控顶距处的最大下沉量,-最大控顶距（煤壁至密集、墩柱、或末排柱的距离）-老顶周期来压步距，一般按实际或10m。 H -裂隙带老顶断块触矸处的下沉量。 生产证明，控顶范围内，顶底板移近量每米采高不超过100mm时，顶板状态时好的，也容易控制。,2. 端面冒高,1）端面冒高与直接顶岩性、支护强度、支护方式等有关。 2）单体面的端面冒高应在200mm以内。 3）综采面的端面冒高应在300mm以内。 4）德国研究认为

3、：大于300mm的端面冒高与支护强度有关，小于300mm的端面冒高与直接顶岩性有关，与支护强度无关。并提出，大于300mm的端面冒高不超过面长的10%，则顶板管理是好的。,3. 顶板台阶下沉,1）台阶下沉与工作面支护强度等有关。 2）实践证明，工作面内无台阶，则顶板管理是好的。 3）出现台阶下沉，说明支护强度不够。,4. 网兜高度 1）网兜高度大是网下推垮的原因之一。 2）试验表面，初撑力达70KN，循环内大大于150mm的网兜数量小于2个。 3）上述即为网兜控制值。,第二节 采场支护参数（支护强度） 1 单体支柱工作面的支护参数。 （1）支护参数：支柱初撑力、支柱密度、支护系统刚度（单位顶板

4、下沉量的工作阻力增量）。 （2）关系：初撑力越大，支柱密度越大，支护系统刚度越大，采场支护强度就越大。 （3）顶板压力的大小是通过支护强度的大小来表示的。因此支柱初撑力高，支护强度大，顶板压力也大。 （4）顶板压力是变化的。,1 单体支柱工作面的支护参数。 （1）支柱初撑力 初撑力与工作阻力有关。初撑力大，工作阻力也大。而工作阻力是由顶板下沉压出来的。 初撑力越大，就越能够及时控制顶板，达到主动控顶的目的。 要采用支柱初撑力来防漏、防推、防压。 按经济观点，初撑力越接近额定值越好。,（2）支柱密度 支柱密度是根据顶板岩重、选取的初撑力或平均工作阻力计算出的。 支柱密度有：基本柱密度、放顶线密集

5、的线密度、考虑基本柱及放顶线的采场支柱密度。 密度确定后，计算柱距。柱距应大于0.50.6m，小于1m。在碎顶和网下，柱距不宜超过0.7m。,（3）支护系统刚度 单位顶板下沉量所对应的支柱工作阻力的增量。 支护系统的高度越大，阻力上升的越快，对顶板的控制越及时。 支护系统的刚度取决于顶梁于背顶材料的刚度、支柱本身的刚度、底板岩层的刚度。 背顶材料，可压缩50%，在阻力达到50KN时就以完成。因此初撑力不宜小于50KN。 底板刚度：砂页岩、砂岩等中硬、坚硬岩层，其“刚度”较大，而煤、泥岩、页岩等软弱岩层，“刚度”小，此时需穿鞋，保证钻底量小于100mm。,2 综采工作面的支护参数。（1）初撑力就

6、是支护参数。因支架密度一定，支护系统刚度也不能调整。 （2）软底时，应选择底座大的液压支架，保证支架的钻底量不超过一定值。 （3）提高支护强度，就只能提高支架的初撑力。 （4）液压支架的额定初撑力与额定工作阻力的比值比单体支柱的大。,第三节支护参数与顶板状态参数的关系（1）顶板状态参数（顶底板移近量、端面冒高、及顶板台阶下沉量、面内网兜高度等）均与支护强度有关。 （2）支护参数越大，顶板状态参数越小。反之支护参数越小，顶板状态参数越大。 （3）控制顶板处于良好状态，就要把支护强度提高到一定水平。 （4）顶板状态参数不理想，就应调整某一个或几个支护参数。,第五章 支护质量与顶板动态监测,概 述

7、综采面面支护质量与顶板动态监测 单体液压支柱工作面支护质量与顶板动态监测,第一节 概 述,管好顶板、最大限度地消除末端事故，必须：合理顶板控制设计；支护质量与顶板动态监测。 支护质量监测：支护参数是否符合合理顶板控制设计的要求。 顶板动态监测：保证顶板处于良好状态，保证采场正常而安全的生产。 所以。科学管理顶板：“合理顶板控制设计”和“支护质量与顶板动态监测”。,第二节 综采面支护质量与顶板动态监测,一、监测支护质量的指标及指标值 1）支柱初撑力：控顶设计中确定的初撑力即为该指标的指标值。但需要转换成支架立柱及前梁千斤顶的初撑压力指标值。 2）工作阻力：也是监测各支架立柱及前梁千斤顶在移架前的

8、压力值。工作阻力可用来判断支架失效。若工作阻力比初撑力低，说明失效。若失效率达20%以上，该套支架就不能保证工作面的安全了,3）支架与工作面运输机的夹角：应是90度，允许偏差5度。 4）支架横向歪斜角：应垂直与顶底板，其横向歪斜不超过5度。 5）支架独端面距：不宜超过340mm。 6）支架俯仰角：最大值不超过7度。 7）想临支架顶梁错距：最大为顶梁侧护板高度的2/3。 8）支架间距：一般为1.5m，其偏差不超过 100mm。,二、监测顶板动态的指标及指标值 1）端面冒高：冒高不超过300mm为指标值。 2）顶板断层：描述走向、落差、正逆、是否平行工作面，帮助控制顶板。 三、其他监测内容 监测时

9、间、监测人员、工作面推进度等。 四、监测的具体做法 1）测线布置。 2）数据量测。 3）日常监报。,1。测线布置 1）自工作面上口往下第三架开始，自上而下沿工作面每5（或7或9）架设置一条观测线。 2）在上下平巷，自切眼开始每10m设置一个基点，按顺序编号，以便量测工作面推进距。 2。测线布置 1）移架后立即量测立柱、千斤顶的初撑压力、支架高度、支架与输送机的夹角、支架横向歪斜角、端面距、支架顶梁仰俯角、顶梁错距及支架间距。 2）卸载前量测立柱、千斤顶的工作压力、以及支架高度。,测线布置,记录表,3。日常监报 为“一表两图”，即基础数据表、阻力曲线图、不安全因素平面图。,3。日常监报 为“一表

10、两图”，即基础数据表、阻力曲线图、不安全因素平面图。二 阻力曲线图,3。日常监报 为“一表两图”，即基础数据表、阻力曲线图、不安全因素平面图。三 不安全因数平面图,（五）落实整改工作,为及时消除安全隐患，采取相应整改措施： 1）及时将监测数据送到地面。 2）及时处理数据，打印“一表两图”，送到领导、调度和区队。 3）领导与科室及时制定出整改措施。并通知调度和区队 4）区队将“一表两图”画在牌板上，连同整改措施，在班前会上向下井工人说明并布置任务。 5）区队领导及工人到现场落实整改措施。 6）调度监督整改落实动态,第三节 单体液压支柱工作面支护质量与顶 板动态监测,一、监测支护质量的指标及指标值

11、 1）支柱初撑力：控顶设计中确定的初撑力即为该指标的指标值。 2）支护系统刚度：重要指标，但很难确定。一般在初撑力大于50KN时，钻底量不超过100mm为指标值。 3）支柱刚度：指单体支柱活柱缩量的支柱工作阻力增量。可监测支柱本身质量、是否漏液、是否失效等。目前按正负，作为有效与失效的判断依据。,4）支柱工作阻力：是反映采场支护强度的重要指标，又是计算支护系统刚度、支柱刚度的必须数据。但指标值很难定。因初撑力变，工作阻力也变。 注意： 1）监测指标与测量参数是不一样的。测量参数有：初撑力、工作阻力、采高、活柱高度、支柱钻底量等。 2）监测两端四对八梁时，因支柱间的相互影响，故全部支好后，测三根

12、柱的初撑力，计算其平均值即可。,二、监测顶板动态的指标及指标值 包括顶板状态参数（顶底板移近量和端面冒高），顶板控制情况（断层、悬顶、来压等）。 1）顶底板移近量：每米采高的顶底板移近量不大于100mm。 2）端面冒高：冒高不超过200mm为指标值。 3）断层：描述走向、落差、正逆、是否平行工作面，帮助控制顶板。 4）采空区悬顶：描述长度、范围等，帮助控制顶板。,5）顶板来压：可用末前排支柱平均工作阻力的变化情况来预报老顶来压，其判断指标值为：,来压判断指标值。 末前排支柱平均工作阻力。均方差。K 方差系数。预报：若某测线，其前排末阻力超过了 ，就预报该测线处来压。,三、其他监测内容 监测时间

13、、监测人员、工作面推进度等。四、监测的具体做法 1）保证安全生产，要求“全方位”、“全过程”的监测。 2）全方位：面内、两端、特殊地点。 3）全过程：装面、初放、日常、拆面监测。 4）具体做法：测线布置、数据量测、日常监报。,（一）日常监测,1。测线布置 1）自工作面上口往下5 m左右开始，自上而下沿工作面每10m左右设置一条观测线。 2）在上下平巷，自切眼开始每10m设置一个基点，按顺序编号，以便量测工作面推进距。,2。数据量测与记录 1）在各测线测第一排和末前排支柱初撑力、工作阻力、采高及活柱高度。 若初撑力不够，许须在测线上下5m范围内棵棵检测并补液整改，使其达到要求。 对测线上下的密集

14、各抽查一棵，若不够，须棵棵检测并补液整改，使其达到要求。 2）钻底量，只对末前排在平时和来压期间各统计观测一次。底板变化时再次测量。 3）对两端四对八梁，只抽查一对前梁三棵柱的初撑力。 4）对特殊地点，初撑力棵棵监测。并记录该地点长度、支柱数量，初撑力不合格等情况，对端测产状要量测记录。,5）对端面冒高、台阶下沉等顶板状态参数进行观测和素描。对当班无法解决的问题和隐患，要重点记录。 6）日常监测数据记录见表所示。,3。日常监报 为“一表两图”，即基础数据表、阻力与顶沉曲线图、不安全因素平面图。,3。日常监报 为“一表两图”，即基础数据表、阻力与顶沉曲线图、不安全因素平面图。二 阻力与顶沉曲线图

15、,3。日常监报 为“一表两图”，即基础数据表、阻力与顶沉曲线图、不安全因素平面图。,（二）装面阶段监测,对开切眼支柱初撑力棵棵监测。达不到要求，要分析原因（煤顶、超朝高、顶空不实、支柱无排气、底软无鞋等），并采取补液整改等措施。,对收作阶段的支柱工作阻力棵棵监测。达到初撑力的要求。达不到要求， 要采取补液整改等措施。,（三）拆面阶段监测,（四）初放阶段监测,初次垮落和初次来压，对放顶排支柱（基本柱与密集柱）每3棵监测一棵。若阻力达不到初撑力要求，应补液整改。,（五）落实整改工作,为及时消除安全隐患，采取相应整改措施： 1）及时将监测数据送到地面。 2）及时处理数据，打印“一表两图”，送到领导、调度和区队。 3）领导与科室及时制定出整改措施。并通知调度和区队 4）区队将“一表两图”画在牌板上，连同整改措施，在班前会上向下井工人说明并布置任务。 5）区队领导及工人到现场落实整改措施。 6）调度监督整改落实动态,