放頂煤一次采全高工作面在線監測系統探析

崔沿軍

（山西長治郊區三元南耀小常煤業有限公司，山西長治046000）

0 引 言

小常煤業有限公司30222#采煤工作面位于本礦302采區西北部，東起302采區皮帶下山巷，西至井田保安煤柱邊界，南與30221#已采工作面相隔7m保安煤柱，北與30223#已采工作面相隔7m保安煤柱。30222#采煤工作面運巷長1637m，風巷長1592m，可采長度1360m，工作面長162m，可采面積220320m2。工作面標高 450-530m，地面標高912.4-926.6m，開采的為3#PS煤，全層穩定，構造簡單。煤層頂板：直接頂厚度為1.55m，泥巖，灰黑色，薄層狀，頁里發育；基本頂厚度為12.193m，砂巖，灰白色，中厚層狀，均勻層理，主要成分以石英為主，暗色巖屑較多。煤層底板：直接底厚度為1.25m，上部灰色，細中粒砂巖為主，具小型交錯層理；基本底厚度為4.55m，灰色，成分以石英為主，具波狀層理及小型交錯層理[1-3]。

1 工作面設備配置

30222#綜采工作面成套設備主要由104組ZF5600/17/35D型中間液壓支架、6組ZFG6500/20/35型過渡液壓支架、一臺MG300/730-WD2型采煤機、兩部SGZ800/800型刮板輸送機、一部SZZ900/250型轉載機、一臺PCM200型破碎機、一部DSJ120/65/2×160型膠帶輸送機、一部DTL120/65/2×200型膠帶輸送機及工作面供電、供液設備等組成，這些設備的正確選型及合理配套，是充分發揮設備生產效能，達到高產高效的前提[4-5]，工作面局部巷道布置及生產系統如圖1所示。

圖1 30222#工作面局部巷道布置及生產系統

2 礦壓監測內容與方法

2.1 工作面礦壓觀測

30222#工作面布置的104組正規架均安裝有礦壓自動監測設備，綜采隊安排專職人員每日進行一次數據采集，將報表上交至生產科后，由生產科技術人員進行礦壓監測、分析，并將監測結果及時向隊組通報。

2.2 兩巷超前維護區段單體柱初撐力觀測

1）風、運兩巷超前維護區段各配備兩套SY60型礦用單體液壓支柱阻力檢測儀對單體柱初撐力進行觀測，檢測儀一用一備。

2）每日由綜采隊班組負責人對單體柱的初撐力進行隨機觀測抽檢，風、運兩巷超前維護區段各抽檢單體柱數量不少于10顆，不得重復抽檢單顆單體柱，并將原始觀測記錄形成報表交由生產科總結分析。

3）風、運兩巷表面位移及頂板離層觀測。測站布置，風、運兩巷每隔50m設置一處頂板離層指示儀觀測點。觀測方法，采用DBY-3型頂板離層指示儀，由人工進行頂板離層觀測。

4）風、運兩巷巷道寬度和高度變化觀測。測站布置，風、運兩巷每隔50m設置一處巷道變形觀測點。每周觀測一次。觀測方法，使用米尺測距。

3 頂板動態監測

3.1 周期來壓管理

1）遇周期來壓時必須加強工程質量管理及兩巷超前支護管理。

2）根據所總結出的周期來壓步距，認真做好來壓時的頂板管理。

3）周期來壓前必須保證兩巷超前支護質量達規程要求，班長及驗收員必須進行巡回檢查，發現有不符合要求的支柱立即重新支設。

4）周期來壓前兩巷超前支護必須迎山有力，以防來壓時摧垮支柱。

5）周期來壓時兩巷單體液壓支柱初撐力必須達標。

6）周期來壓時工作面支架必須完好，無漏液、竄液等現象，檢修班加強檢修必須保證每班安全正常運行。

3.2 頂板監測、記錄、分析與處理

1）支架上安裝的礦壓自動監測系統由綜采隊支架檢修工進行維護，保證系統工作正常。如有損壞應及時向隊組機電負責人匯報，匯總后聯系機電科進行修復、更換。

2）DBY-3型頂板離層指示儀和SY60型礦用單體液壓支柱阻力檢測儀等設備出現讀數異?；蛟O備損壞時，要及時通知生產科，進行離層儀補打或更換檢測儀等工作。當DBY-3型頂板離層指示儀進入超前維護棚內或指示區域已架設維護棚時，離層儀已失去其指示作用，此時，應將離層儀管理牌及時摘除，并在臺賬上注釋標明。

3）綜采隊每周五對兩巷頂板離層及表面位移、兩巷巷道變化情況觀測一次。兩巷超前100m范圍內的離層儀班班觀測，填寫記錄牌板，并將實測數據填寫報表交至生產科總結分析。

4 防治瓦斯

4.1 瓦斯檢查

工作面設瓦斯檢查員巡回檢查，每班檢查3次。瓦斯檢查點分別設在工作面進風流、上隅角、回風流。檢查結果要及時填寫在瓦斯檢查牌板上，并及時向有關人員匯報。

4.2 瓦斯監測

加強對工作面瓦斯的監測，在距風巷回風聯巷口10～15m、風巷中部、工作面（機尾回風 10m）、工作面機尾上隅角處安裝安全監測系統的瓦斯傳感器，甲烷傳感器布置在巷道的上方，垂直懸掛，距頂板不得大于300mm，距巷幫不得小于200mm。瓦斯報警濃度0.8%、斷電濃度1.2%、復電濃度不大于0.8%，斷電范圍為工作面及其風巷內的全部非本質安全型電氣設備。監測系統由監控中心負責進行維護，確保系統的靈敏可靠。

當瓦斯超限或監控系統報警時，要按規定安排撤人，并及時查明原因，進行處理。加強瓦斯檢查與監測。工作面配備專職瓦斯檢查員，堅持經常性檢查瓦斯，發現異常時及時處理。此外，采煤機司機、跟班電工、班組長以及跟班隊干必須隨身攜帶便攜式瓦檢儀。

5 監測系統

5.1 監測監控

1）在30222#運巷車場處安裝一臺型號為KJF16B型通用監控分站，配屬KDW16A型礦用隔爆兼本安型不間斷電源箱和KJF80.1型礦用本安監測站處理器，用于30222#運巷1#皮帶輸送機一氧化碳傳感器、煙霧傳感器及皮帶機開停傳感器的信號處理（傳輸及控制）。

2）在30222#運巷2#皮帶輸送機機頭處安裝一臺型號為KJF16B型通用監控分站，配屬KDW16A型礦用隔爆兼本安型不間斷電源箱和KJF80.1型礦用本安監測站處理器，用于30222#運巷2#皮帶輸送機一氧化碳傳感器、煙霧傳感器及皮帶機開停傳感器的信號處理。

3）在30222#風巷正頭無極繩絞車處安裝一臺型號為KJF16B的監控分站，用于30222#風巷各瓦斯傳感器及一氧化碳、風速、溫度等傳感器的信號處理。

4）在電氣列車上安裝一臺型號為KJF16B的監控分站，用于前刮板輸送機、后刮板輸送機、轉載機及采煤機開停監測傳感器的信號處理。

5.2 瓦斯傳感器的設置

1）工作面機尾上隅角設置一臺型號為：KJG16B型瓦斯傳感器，監測瓦斯濃度范圍為0～4%，懸掛傳感器說明牌。傳感器懸掛標準：離切頂線以外800mm，距巷頂不大于300mm，距巷道側壁大于200mm且小于800mm。

2）工作面（機尾回風10m）設置一臺型號為：KJG16B型瓦斯傳感器，監測瓦斯濃度范圍為0-4%，懸掛傳感器說明牌。傳感器懸掛標準：距巷頂不大于300mm，距巷道側壁不小于200mm。

3）風巷中部設置一臺型號為：KJG16B型瓦斯傳感器，監測瓦斯濃度范圍為0～4%，懸掛傳感器說明牌。傳感器懸掛標準：距巷頂不大于300mm，距巷道側壁不小于200mm。

4）距風巷回風聯巷口10～15m處設置一臺型號為：KJG16B型瓦斯傳感器，監測瓦斯濃度范圍為0-4%，懸掛傳感器說明牌。傳感器懸掛標準：距巷頂不大于300mm，距巷道側壁不小于200mm。

5.3 其他傳感器設置

1）風巷測風站處設置風速、溫度、一氧化碳傳感器各1臺。

2）運巷1#皮帶輸送機機頭處設置一氧化碳、煙霧傳感器各1臺。

3）運巷2#皮帶輸送機機頭處設置一氧化碳、煙霧傳感器各1臺。30222#綜采工作面監測監控系統圖如附圖2所示。

6 結語

1）機尾上隅角和工作面回風10m處的兩臺瓦斯傳感器由綜采隊負責日常維護。保證傳感器不被損壞或丟失，發現異常及時通知監控中心進行檢查處理，保證監測裝置處于正常工作狀態。其余傳感器及監控分站等設備由監控中心自行管理。

2）每班由電氣組長負責往外移動責任區內的兩臺瓦斯傳感器，傳感器移出后，將電纜盤好吊掛在巷道煤幫上，嚴禁就地碼放。

3）風、運兩巷工作人員要自覺保護監測裝置，嚴禁碰撞，嚴禁向其灑水。風巷各排水設備處設置瓦斯檢查點，懸掛檢查記錄牌板，由專職瓦斯檢查員執行檢查瓦斯工作。

圖2 30222#工作面安全監測監控系統