量观测
1964年西山矿务局提出了顶板压力预报的方法,其内容偏重于地质变化及来压预报,先进行煤层赋存的地质条件以及生产技术因素的调查,并适当观测一些必要的特征量,在分析研究的基础上,提出预报及制订措施。
预报分为长期、中期及短期三种。长期指工作面的整个开采期间;中期指未来一旬或半月内预报一次;短期指每5天内预报一次。
预报内容指压力变化的地点、时间和危险程度以及技术措施。预报要简明易懂,图表化。同时,在矿压三量观测的基础上,开始对顶底板相对移近量、移近速度、支柱载荷及活柱下缩量进行定量观测。
2、利用超前巷道内矿压显现变化作顶板动态预报并对工作面工程质量标准,进行检查评级
1982年原山东矿院同志首先在枣庄局发现,当上覆坚硬岩层超前断裂时,在工作面上下两巷内测得顶板反弹信息,可以作为工作面来压预报的基础,由此发展一种利用动态仪布置在工作面前方的巷道内捕捉信息进行顶板动态预报的方法,以后在铜川、徐州等局还发展了利用超前巷道内压力变化作为预报顶板动态的方法。
原煤炭部制定的几次加强顶板管理的若干规定,如简称19条、30、20条等,规定要加强矿压观测工作及保证支护质量标准,如达不到性能标准的支柱不准入井,摩擦式金属支柱初撑力不得小于2t,推广5t升柱器等。
3、工作面支护质量与顶板动态日常监测
顶板动态预报,在预防老顶剧烈来压威胁采场安全中发挥了较好的作用。如在北京矿务局由刀柱法管理顶板转变为垮落法管理顶板时,在徐州局、枣庄局等事故多发条件下,能较准确地预报来压。原煤炭部生产司制定的顶板管理条件,为今后科学管理顶板,大幅度减少顶板事故打下基础。
在此以前的矿压观测与来压预报有以下不足之处:
(1)矿压观测一般需占用较多人员,观测数据的整理较费时,观测线常设在中部,代表面较窄,尤其与事故发生地点及时间可能不符,指导生产还不够及时。
(2)矿压观测与支护质量联系不够密切,而控制围岩避免发生冒顶的主要手段是靠支护,因此在作业规程既定的情况下,保证支护质量是最首要的。
(3)检查支护质量侧重直、匀、及时,但更重要的应该是支架的内在质量,即支柱应具有足够的初撑力及工作阻力,而且应能及时发现问题,及时整改。
1988年新汶矿务局与中国矿大首创的支护质量与顶板动态监测在克服上述不足之处方面有很大改善,使矿压观测与生产管理的结合发展到新阶段,并随着全国推广出现不少新做法、新指标、新仪器,使监测方法更为完善,从而可将工作面的控顶工作纳入科学管理的轨道。
二、单体支柱工作面支护质量与顶板动态的监测
(一)以比值为主要监测指标的监测方法
所谓比值就是顶板下沉量与活柱下缩量之比.现首先以新汶局与中国矿大开始推出的方法为例。其具体做法如下:
1、设置观测线与量测数据
沿工作面每10m左右设一条观测线,每一条观测线代表其上下各5m左右范围内的情况,量测各观测线上各排支柱处的采高及支柱的活柱高度,若以首排测得的值为基础,则随着工作面的推进就可测出该排相对煤壁不同距离时,即处于各控顶排的顶板下沉量(实际为顶底板相对移近量)简称顶沉及活柱缩量,或称柱缩,其布置如图1所示。
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