煤礦單體支柱工作面支護質量監控

惠慶祝

(七臺河市桃山區煤炭生產安全監察管理局，黑龍江 七臺河 154600)

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煤礦單體支柱工作面支護質量監控

惠慶祝

(七臺河市桃山區煤炭生產安全監察管理局，黑龍江 七臺河 154600)

在具體工作中，應根據采煤工作面的生產技術和地質條件、觀測設備、人力和物力、管理水平等條件，結合監控目的，擇優選擇一種比較合適的監控方法和監控指標。同時，監控方法和監控指標也應符合工作面具體條件，不應生搬硬套。主要研究了監測內容、監測指標及指標值、專項監測、單體支柱工作面支護質量監測過程。

煤礦；單體支柱；工作面；支護；質量監控

為便于不同生產技術和地質條件的采煤工作面選擇合理的監控方法，應對監控方法進行合理分類。監控方法可分為比值法、阻力法、位態法和綜合法。工作面支護的監測指標主要有:頂板下沉量、活柱下縮量、支柱初撐力、工作阻力和工作阻力增量、支柱二次注液后活柱伸長量、頂板臨界下沉量、頂板下沉速度等。這些監控指標反映了采煤工作面支護質量與頂板動態，合理地組合監控指標便可正確反映支柱剛度、支護系統剛度、支柱工作阻力分布、支柱實際承載能力、支架與圍巖相互作用關系、支護狀況和頂板動態。

任何一種監控方法都有一定的局限性。只有在條件適宜時，才能獲得良好的監控效果，起到加強頂板控制的作用。值得注意的是，針對某一具體條件的工作面，可以選擇不同的監控方法。在具體工作中，應根據采煤工作面的生產技術和地質條件、觀測設備、人力和物力、管理水平等條件，結合監控目的，擇優選擇一種比較合適的監控方法和監控指標。同時，監控方法和監控指標也應符合工作面具體條件，不應生搬硬套。

1 監測內容、監測指標及指標值

單體支柱工作面支護質量監測分為日常監測和專項觀測。專項觀測包括:裝面，拆面，初放，工作面上、下端頭，特殊地點(地質破壞帶、老巷)的觀測。上述監測項目在監測內容、指標及指標值方面都不盡相同。

1.1 日常監測

日常監測包括支護參數、頂板狀態參數、頂板動態(老頂來壓、斷裂等)監測。支護參數又分為工作空間基本支護參數與切頂排所增加切頂支柱參數。

前者支護參數有:支柱初撐力、支柱循環末阻力、支柱活柱下縮量和支柱鉆底量等。支柱初撐力是單體支柱工作面支護質量監測最重要的指標之一，其指標值既要滿足工作面基本支護初撐強度能平衡3倍采高巖重的要求。支柱循環末阻力與活柱下縮量是判斷支柱是否失效的指標。如果支柱降阻而活柱又下縮，說明該支柱已失效。支柱鉆底量是反映支護系統剛度的一個指標。如果支柱鉆底量超過原煤炭部的有關規定，就必須采用穿鐵鞋，甚至穿大號鐵鞋等措施。后者參數，視不同情況可采用初撐強度(kN/m2)或支護強度( kN/m2)。

對不規則垮落帶中沒有老頂的工作面，所增加切頂支柱的初撐強度:放頂步距1 m左右時，取75 kN/m2～100 kN/m2；放頂步距2 m左右時，取150 kN/m2～200 kN/m2。對直接頂厚度小于1倍采高、老頂厚度又小于3 m的工作面，在老頂初次來壓后，若不采用挑頂1倍采高的措施，可增加切頂支柱(架)的初撐強度，使老頂沿切頂排切斷。

對直接頂厚度大于1倍采高或直接頂厚度小于1倍采高但已采取挑頂1倍采高措施的工作面，如果不規則垮落帶中有老頂，則切頂排所增加的切頂支柱(架)的支撐強度(按工作阻力計):基本頂1.5 m厚時為600 kN/m2，2.0 m厚時為900 kN/m2，2.5 m厚時為1 200 kN/m2。以此平衡基本頂斷塊的重量。頂板狀態參數有:頂底板移近量、臺階下沉量、端面冒頂高度。這些指標均不應超過相關規定。確定頂底板移近量指標值時，應注意實測的頂底板移近量與實際值的差異，因而要作適當的調整。頂板動態參數主要包括:老頂來壓規律和頂板中斷層分布情況。必須及時監測頂板斷層情況，并準確填寫在采礦工程平面圖上。當遇到與工作面布置方向平行的斷層時，應采取特殊控頂措施。

1.2 專項監測

A.裝面。每根支柱都要監測，每根支柱的初撐力都符合要求時，才能投入生產。B.拆面。拆面前，每根支柱都要監測，每根支柱的工作阻力都不低于規定的數值時，才能進行拆面作業。C.初放。直接頂初次垮落時，切頂排所增加的切頂支柱的初撐強度應保證直接頂在切頂線處被切斷。增加的初撐強度視直接頂初次垮落步距的不同而有所區別。老頂初次來壓時，切頂排所增加的切頂支柱(架)的支護強度(按工作阻力計)應能平衡老頂懸露長度重量的一半，增加的支護強度按老頂初次來壓步距的大小而定。D.工作面兩端。工作面兩端的監測就是對四對八梁支護的監測，主要是監測支柱的初撐力。由于一根長鋼梁下三根支柱互相影響，因此，應在三根支柱都支設好后，再測量其初撐力，只要其平均初撐力能符合有關規定即可。應用長鋼梁支護的工作面，其初撐力的計算方法也如此。E.特殊地點。當工作面遇到地質破壞帶或老巷時，應制定專門的支護措施，同時要對這些地點處的支柱初撐力進行監測，務必使其都符合要求。

在裝面、拆面時，必須監測每根支柱的初撐力和工作阻力。初放時，不論是直接頂初次垮落還是老頂初次來壓，應每3根支柱監測1根。盡管對付老頂初次來壓利用的是支柱的工作阻力，但初撐力也應盡量大些，絕不允許低于有關規定值。特殊地點的支柱也應每3根監測1根，使支柱初撐力不低于規定的要求。工作面兩端的四對八梁，每端監測一對即可。日常監測是沿工作面每10 m左右設一條觀測線進行監測。對于切頂線新增切頂支柱(架)，在觀測線兩側各監測一根即可，務必保證切頂支柱達到規定的初撐力。

2 單體支柱工作面支護質量監測過程

單體支柱工作面支護質量監測過程主要包括觀測線的布置、數據的量測及日常監報等。為保證整個回采時期的安全高效生產，須對工作面支護質量實行“全方位、全過程”的監測。因此，除了進行日常監測(包括初放、工作面端頭和特殊地點)外，還要加強裝面與拆面兩個首末階段的監測。

日常監測: A.測線布置。用于量測工作面的推進距離。B.數據量測。第一，第一排上某測線點支柱的初撐力若不夠，則此測線上、下5 m左右范圍內的支柱均應檢測并補液整改，務必達到規定要求。末前排還要進行切頂支柱工作阻力抽查，一般情況下，只對每一測線上、下方的新增切頂支柱各抽查l根，而在直接頂初次垮落和老頂初次來壓期間要對切頂支柱每3根抽查1根，并務必使之達到初撐力要求。第二，向前推進一個月后，平時只需量測各測線的初撐力和末前排支柱阻力，以及對各測線上、下方各抽查一根切頂支柱阻力即可。而在頂板周期來壓期間，仍然要對各條測線的活柱高度和采高進行觀測，以反映頂板下沉量超限與否、支柱失效率大小等。第三，對于支柱鉆底量，對末前排測點支柱的鉆底量分別在平時和周期來壓期間各統計觀測一次，并把抽查結果記錄在備注欄中。如底板狀況發生改變或對鉆底量還有疑慮，可再量測一次。第四，對工作面兩端頭四對八梁支護，只抽查一對鋼梁三根支柱的初撐力，并務必使之平均初撐力達到規定要求。第五，對工作面斷層產狀要素進行監測，并在備注欄中做好記錄，及時填入采礦工程平面圖。第六，對端面冒高、臺階下沉等頂板狀態參數進行監測和素描，對本班無法解決的問題和隱患要有重點記述。

[1] 胡湘宏.巷道施工技術[M].北京:煤炭工業出版社，2014.

[2] 趙利安.采煤概論[M].徐州:中國礦業大學出版社，2011.

[3] 孟憲臣，李洪，李洪剛.煤礦開采與掘進[M].北京:煤炭工業出版社，2008.

[4] 周英.采煤概論[M].北京:煤炭工業出版社，2006.

[5] 徐永圻.煤礦開采學[M].徐州:中國礦業大學出版社，2009.

Quality control of coal mine single pillar working face

HUI Qing-zhu

(Coal Production Safety Supervision Administration of Taoshan District, Qitaihe City, Qitaihe 154600, China)

According to the coal production face of the production technology and geological conditions, observation equipment, human and material resources, management level and other conditions, it should choose a more appropriate monitoring method and monitoring indicator combined with the purpose of monitoring. At the same time, monitoring methods and monitoring indicators should also meet the specific conditions of the working face without mechanical application. This paper mainly studied the monitoring content, monitoring indicators and index values, special monitoring and single pillar face support quality monitoring process.

Coal mine; Single pillar; Working face; Support; Quality control

2017-03-05

惠慶祝(1981-)，男，工程師。

TD 323

B

1674-8646(2017)10-0098-02