龙宫煤矿工作面支柱压力和周期来压分析[5篇材料]

第一篇：龙宫煤矿工作面支柱压力和周期来压分析

龙宫煤矿工作面支柱压力和周期来压分析

[摘 要]本文根据龙宫煤矿工作面支柱压力和顶板周期来压的理论计算和实际观测，对龙宫煤矿工作面矿压显现规律进行了分析，得出了工作面支架工作阻力在整个开采过程中，相对较小，增阻值变化不大，无明显周期来压现象，开采时工作面超前支承压力的影响程度和影响范围明显减弱的结论，为龙宫煤矿安全生产提供了理论依据。

[关键词]工作面；支柱压力；周期来压；底板岩层

中图分类号：TD327 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01

概述

龙宫煤矿井下工作面开采采用走向综合机械化采煤法，回采工作面采场矿山压力显现贯穿于开采的全过程，即从开切眼开始回采、直接顶初次垮落、基本顶初次来压及垮落、正常直接顶垮落与基本顶来压垮落，直到采场收尾放顶完了为止，都有矿山压力显现。当采煤工作面继续推进，老顶悬露的跨度达到一定长度时，老顶在其自重及上覆岩层载荷的作用下，将沿煤壁甚至在煤壁内发生折断和垮落，随工作面的推进老顶这种垮落现象周而复始的出现。因此对龙宫煤矿工作面支柱压力和顶板周期来压的进行理论计算和实际观测，研究该煤矿工作面矿压显现规律对煤矿安全生产有重要的指导意义。直接来压与周期来压理论计算

龙宫煤矿井下工作面液压支架端头支架采用ZFZ4000/21/30型、过渡支架ZFZ3600/19/28FT型、中间支架为ZFZ3600/19/28LT型。由于本工作面采用液压支架支护，从支顶和放顶煤方面计算支架载荷验算支架工作阻力：

1）老顶初次来压期间

要求支架在不被压死的情况下，支架能支撑起老顶1/4的重量。

P1= M1Y1C1 L1/4=15×20×2.67×1.5/4

=300.375t=2943.675kN

式中：

P1：支架支护强度；

M1：老顶厚度，取15m；

C1：老顶平均容重，取2.67t/m3；

Y1：老顶初次垮落步距，取20m；

L1：控顶宽度，取1.5m。

2）周期来压期间

在此期间，支架要求承担部分老顶的作用力，以减缓老顶的来压速度，合理的支护强度为：

P2= M2Y2C2 L2/4=15×11×2.67×1.5/4

=165.21t=1619.02 kN

式中：

P2：支架支护强度；

M2：老顶厚度；

C2：老顶平均容重；

Y2：老顶周期来压垮落步距；

L2：控顶宽度。

3）根据经验估算法计算支架载荷

工作面支架上覆岩层厚度与采高之比，一般为4～8，取6，则单位面积的载荷为：

P=（4-8）×m×r2=6×2.5×2.67

=40.05 t/m2=392.4kN/m2

式中：

P：单位面积载荷；

M：采高；

r2：岩柱的容重。

从以上计算的支架所受的最大平均载荷为392.4 kN/m2，支架顶梁长度最长时为6m，控制宽度1.5m，则支架承受的载重为：

PH=392.4×6×1.5=3531.6kN

总上所述，本工作面端头支架的工作阻力为4000kN，过渡支架和基本支架的工作阻力为3600kN，均大于PH，可以满足要求。工作面压力监测及分析

在11202工作面切眼距下风巷23m处布置1#测站，测站内安装KY-82机械式顶板动态仪一台；从上工作面（11204工作面）推进距测站35m处开始观测下工作面切眼内下部煤层顶板的下沉量。

顶板动态仪采用KY-82机械式顶板动态仪，见图1所示。

同样，在11202工作面切眼距下风巷120m处布置2#测站，观测工作面下部的顶板下沉量。

根据观测记录表的数据，以上工作面距下工作面的距离为横坐标，以顶板每天下沉量为纵坐标，绘制成上、下工作面错距与下工作面顶板下沉量的关系曲线，见图

从图可以看出，1#测站从上工作面距下工作面切眼30m处，顶板下沉量开始缓慢增加，约20m处开始急剧增加；约10m的地方达到最大值，30m处的下沉量约为2mm/d左右，40m处的下沉量1.5mm左右，顶板基本趋于稳定。

从图3可以看出，2#测站从上工作面距下工作面切眼30m处，顶板下沉量开始缓慢增加，约20m处开始急剧增加；约10m的地方达到最大值，30～30m处的下沉量约为1.8mm/d左右，40m处的下沉量1.3mm左右，顶板下沉变化基本趋于稳定。总结

通过现场实测和数值模拟分析的方法，揭示了龙宫煤矿煤层开采时工作面矿压显现的基本特征和规律，得出了工作面支架工作阻力在整个开采过程中，相对较小，增阻值变化不大，无明显周期来压现象，开采时工作面超前支承压力的影响程度和影响范围明显减弱的结论，该研究为龙宫煤矿时采取适当的措施，保证安全生产提供了理论依据。

作者简介

李明亮，1981年生人，毕业于山东科技大学煤矿开采技术专业，现任济南华玫矿业有限责任公司采煤副主任工程师，主持参与多个急倾斜煤层综采工作面的设计。

第二篇：综采工作面压力顶板分析报告

双柳煤矿综采工作面顶板压力分析报告

在煤层开采过程中，采煤工作面处在岩层之中，为了保持采煤工作面的最小合理空间，必须对采煤工作面进行支护，并对采空区进行处理。

目前，双柳矿正在回采（3+4）#煤层，该煤层为山西组下段顶部煤层，根据勘探资料显示，煤层厚度在3.5—4.25米之间，平均4.0米，主要回采工作面有23420、33406两个工作面，23420综采工作面平均采高3.4米，33406综采工作面平均采高3.56米。二采区顶板直接顶为泥岩、泥页岩，较为破碎，三采区顶板为砂质泥岩，黑灰色泥岩，半坚硬。

作为双柳矿目前正在回采的两大采区，工作面布置密集，准备时间合理，所以顶板相对稳定，工作面采用全部跨落法管理顶板，支撑掩护式支架支护顶板，随着工作面推进，每循环一次，落山跨落一次。除遇特殊地质构造，正常回采过程中不易造成顶板跨落。

双柳矿综采工作面采用单体液压支架支护顶板，23420工作面安装ZZ4000－18/38型液压支架118架，最大控顶距4.57m，最小控顶距3.97m。33406工作面安装ZZ6000－20/42型液压支架134架，最大控顶距5.26m，最小控顶距4.66m。工作面每个支架安设2台ZBYJ－II型耐震式综采支架工作阻力检测表，用于检测支架前后立柱初撑力及工作阻力。观测指标有顶板下沉量、活柱下缩量、支架载荷量。每10个支架安设1台ZDYJ—ⅡB型红外传输压力监测记录仪，用于记录工作面支架压力数据。每3-4天用ZDYJ—Ⅱ型红外数据智能采集仪对工作面支架记录仪进行数据采集，并传输到专用电脑绘出压力折线图，根据折线图每5天进行一次压力分析报告，每月进行一次总结。

对于材运两巷的顶板离层段经常观察，随时采取措施进行处理。对于工作面出现的顶板隐患，及时填写《顶板隐患报告单》，及时提出处理意见，现场令责任人进行整改并反馈回组队，以采取有效措施。

在工作面初采初放、末采、末回等专项工程及正常回采期间，由包队技术员对工作面初次来压步距、老顶来压周期、周期来压步距、煤壁片帮深度等进行现场观测，并做记录。所分析的各类图表、数据报有关领导和单位，并及时反馈回队组，队组现场采取措施处理。

经过严格的考核和数据整理、分析，配合实际抽查，两工作面支架立柱直线度较好，接顶严密，无台阶现象，落差较小，压力表无破损，显示正常，支架工作阻力均能达到规定值（大于24Mpa）,且未发生一起顶板事故。

材、运巷超前支护距离不少于30m。超前支护采用单体液压支柱配合π型钢梁沿巷道走向或倾向支设三排一梁三柱π型钢棚。两巷超前支护中的单体液压支柱，用DZ-CL微表支柱支护检测仪对其进行抽样检测，每天将检测结果在案，对超前支护达不到6.4MPa以上的支柱现场进行整改，压力不够进行注液打压，接顶不严垫加柱帽或木楔接顶。

我矿将支柱压力作为标准化检查的一个重要方面，经过严格的考核两工作面的超前支护均迎山有劲，能够有效支护顶板，压力值均达到规定值。

假风道支护采用木垛支护。推进距离够3m时打一个木垛，木垛一面紧贴端头支架外缘，另一面偏向煤柱帮侧。当遇运巷超高、顶板破碎、离层严重或原有支护失效、巷道压力大时，木垛间距缩小为2.5m，且要在两木垛靠支架侧挂网维护，防止碎矸石窜入假风道影响通风。

生产技术科 2009年11月 汾西矿业双柳煤矿

综采工作面顶板压力分析报告

生产技术科 二〇〇九年十一月

第三篇：五亩冲煤矿回采工作面矿压监测管理

五亩冲煤矿回采工作面矿压监测管理办法

为了进一步规范完善我矿回采工作面矿压监测管理工作，加大矿压监测工作的监督检查和考核力度，有效促进我矿回采工作面顶板管理，确保全矿安全高效生产，特制定本办法。

一、管理职责

(一)矿成立矿压监测领导组，负责全矿回采工作面矿压监测管理工作的全面组织和实施。

组 长：李文清

副组长：周立春孙宏伟

成 员：杨志彭建强各采煤队书记和队长

(二)由生产科全面负责各采煤工作面矿压监测各项具体工作的实施及监督、检查和考核。各成员明确责任，加强督查，协助生产科搞好回采工作面单体液压支柱压力测定工作，确保全矿矿压监测工作积极有效开展。

（三）各采煤队组成立以队长或书记为组长的矿压监测小组，明确现场跟班副队长为测压工，负责工作面和上下引超前联锁支护单体液压支柱压力的测定，确保测压工作有条不紊地进行。

二、回采工作面矿压监测管理制度

（一）矿压监测管理标准： 矿压监测管理工作必须按照国家《采煤安全质量标准化标准》、《煤矿安全规程》和《黑金时代股份有限公司矿井安全质量标准化管理办法》、《长沙矿业有限公司单体液压支护补充管理规定》进行。

（二）我矿采用地面集中供液，接到各采区各采煤工作面的主支管要安装压力表，压力调节阀门，每一个工作面入口应安装压力表，确保工作液压压力达到15MPa，悬移支架液压泵站压力表达31.5MPa。确保工作面液压压力达到要求。

（三）地面液压泵应安装乳化液自动配比装置，保证乳化液浓度在3%～5%，严禁低浓度运行或开清水泵。

（四）从地面或者井下到工作面供液管路要经常检查和维护，严禁途中漏液。

（五）工作面单体测压管理

1、每个工作面必须配备2个以上单体压力测定计，至少有1个使用1个备用。

2、各队坑代管理员或当班副队长必须对单体的初撑力，工作阻力每3天进行测定一次，测定结果记录在单体支柱压力测定记录表上，并由考核员或安全员签字确认后，再交生产科存档。生产科要组织相关人员，每月要对各采煤工作面测压工作进行2次检查，同时生产科每月要组织相关人员对各采煤工作面单体支柱初撑力、工作阻力进行一次检测。

3、测压计由各采煤队当班副队长负责管理和维护，并实行现场交接班制。要爱护测压计，不得随意丢放，不用时要放在专用工具箱中保存。

4、严格按照“初采、收尾棵棵临控、初放期间强化监控，正常生产选择监控，重点区、异常段、特殊点重点监控”的原则，实施科学

布、合理布点，针对性监控。

5、初采、收尾放顶期间支柱测定率应达100%。工作阻力测定率不低于30%，并要求掌握支柱增阻情况，分析顶板动态。

6、正常回采期间要求初撑力抽测率在30%以上，工作阻力抽测率不少于10%，合格率不少于80%。采取均匀与随机布点相结合的方法，均匀布点不少于10个。

7、对工作面上下安全出口，过老巷等重点区，构造、悬顶、破碎带等特殊地段要增大覆盖率、重点监控。

8、测压人员切实抓好“检测、补改、验测、填报、处理”五个过程。监测数据必须真实可靠，发现问题及时整改，排除隐患。验测后填写原始记录表并将测压情况及时向调度室汇报，矿井值班领导、总工程师、生产矿长、生产科长应及时撑握各工作面顶板及压力情况，发现问题及时处理。

（六）测压点布置 ：

1、工作面上、下引巷超前联锁支护每隔5m测一次支柱压力，20m范围测4次。

2、工作面采场支柱压力测定，从机头或机尾开始往中间检测支柱受力情况，按工作面长度每5～10m，测一次，主梁（3根支柱）、副梁（2根支柱）都要测，先测煤墙侧支柱受力情况，再测老塘支柱，再后测中点子。所测数据必须及时填在单体支柱压力测定表格上，并保存好。

3、测压时，发现支柱空载，Π与顶板接触不严密，必须及时升

紧支柱。煤墙空顶片帮，及时架好临时棚子，失效支柱及时更换，确保测压工作安全进行。

（三）矿压监测工作责任制：

1、生技科负责编制矿压监测仪器的购置、安装、回收计划，编制矿压分析报告，矿压监测工作的组织和实施。

2、各队组要制定完善的矿压监测管理制度，负责该队矿压监测工作的开展和落实。

3、回采技术员负责观测数据记录的收集整理以及对矿压数据分析，保证记录齐全。掌握初采、回采和收尾时的顶板跨落步距和强度以及巷道压力和变形情况，及时编制可靠的、有针对性的安全技术措施，以便指导队组安全生产。

4、各队组队长和当班副队长负责对工作面支柱初撑力的动态检查和管理，及时填写单体支柱压力测定记录表格。

5、生技科对各队组矿压监测工作及记录情况进行动态检查和考 核，保证矿压监测工作顺利开展。

6、各队组负责测压计的日常维护，保证监测数据的准确性。

四、采煤工作面矿压监测管理工作考核办法 ：

（一）采煤工作面工作液压压力达不到15Mpa，每降低1Mpa 处罚 100元，乳化液浓度为清水时处罚 200元。

（二）上、下引巷超前维护20m范围未按5m，布点检测，每少测一次罚50元。

（三）工作面采场布点检测，自机头或机尾开始，每隔5m布点

检测，先测煤墙侧支柱，再测老塘支柱，最后测中点子，并作好记录，签好名，安全督查员或考核员必签名认可才能生效。

（四）单体液压支柱压力测定表测压后，当班副队长或金属管理员未签名，现场片区考核员或督查员未签名确认，按测压记录表格，每少一次罚100元。

（五）测压数据不真实，弄虚作假，罚测压人员100元。

（六）测压计损坏、丢失，罚队组400元。

（七）生产科每月未组织相关人员，对单体支柱检测一次，罚生产科100元。

（八）生产科每月必须将各采煤队组测压数据收集整理，并作分析，及时提出顶板来压预测预报，制定有针对性的措施，指导各采煤队组加强顶板管理，确保安全生产。未做好此顶工作，罚生产科相关人员100元/月。

（九）、生产科应编制回采工作面单体液压支柱测压计的购置、回收计划，以便及时补充、更换损坏的测压计。

第四篇：4103综采工作面回采巷道矿压分析说明

4103综采工作面回采巷道矿压分析说明

根据综采工作面及上下两顺槽布臵的具体条件，采用现场实测的方法，对综采工作面一次采全高过程中的回采巷道矿压显现规律进行了实测研究。

一、工作面地质及开采技术条件

4103综采工作面是我矿4#煤层中第二个回采工作面，东以三条大巷保护煤柱为界，南隔20m为4101采空区，北以F3断层防水煤柱线为界，西与柳林煤矿保安煤柱线相互为界。工作面区域内煤层总体构造形态呈单斜构造。煤层产状为：其走向东西方向，倾向南北0°～180°，倾角6°～10°，煤层厚度2.1～2.4m，平均厚度2.3m，煤层结构简单，赋存稳定。

该工作面地质构造比较简单,伪顶紧贴在煤层之上,极易跨落,底板由泥岩组成,煤层中无夹矸，二、巷道观测测点布臵

（1）巷道表面变形测点布臵

运输顺槽侧自工作面切眼煤壁前方10m起开始布臵巷道变形量观测断面，以后按5m间距布臵观测断面。共布臵20个观测断面，观测范围110m左右。

回风顺槽内自工作面切眼煤壁前方10m起按5m间隔布臵7个测点，观测距离45m。每个断面内设定两帮方向和顶底板方向的位移基点。两帮方向选定锚杆端头作为基点，顶底方向以顶板观测仪为基点，用钢卷尺和测杆进行测读。

（2）超前支承压力观测

顺槽内自切眼煤壁10m起，每隔10m左右安装一块顶板观测仪，共安装5块顶板观测仪。随工作面推进前移顶板观测仪。观测和记录工作面前方20m范围内的超前支护单体压力。

三、回采工作面两巷矿压显现特点

（1）巷道收敛量动态分析

（a，b）分别是运输顺槽中3、6两测点的顶底板累计移近量ΔH与距煤壁距离L/m之间的变化关系。随着工作面不断推进，巷道断面不断减小。

当测点距工作面43m左右时，巷道断面开始变化；当距离为28～23m时，巷道顶板相对移近速度明显加快，此后渐为平缓，在工作面16～12m时顶底板移近量第二次迅速增加，顶底板动态仪的观测也显示下沉加速，有30m处的3.25mm增加到28mm/d，观测中发现，该时间段内巷道围岩产生扰动，导致顶底板移近量增大。当距工作面只有5m时，巷道高度又迅速下降，ΔH值剧增，断面很快变小。

观测结果表明，运顺顶底板移近量具有阶段性：即在工作面前43m时开始收敛，28～23m、16～12m、及小于5m的三个阶段，顶底板移近速度较快，在其他范围内巷道高度变化则较为平缓。回风顺槽的观测与运输顺槽同步进行，(a，b)分别表示了轨道巷4＃、8＃测点的顶底板及两帮累计移近量Δ与距工作面距离L/m之间的变化关系。

分析其结果可知，回风顺槽顶底板移近量ΔH在距工作面53就有发生，但增加斜率较缓，随工作面的推进，值呈线性趋势，其变化范围在工作面前方53-45m内，这段时间巷道的变形只要是围岩体的软化及随时间发展的蠕变，受采动影响较小。当工作面推进到距测点36m左右时，ΔH增长的斜率开始加大，其增加的趋势是单调的，不像运顺的ΔH那样具有阶段性。

巷道两帮移近量与顶底板移近量观测同时进行。距工作面36m时，两帮移近量开始迅速增加，直到31m左右减弱，正好与顶底板移近量变化相吻合。

巷道变形的规律，总体是顶底垂直方向位移量大于两帮水平方向位移量。在观测范围内，轨道巷内的8＃测点，当它由最初位于工作面切眼煤壁前方53m退至煤壁前方8.4m时，两帮累计位移量92mm，顶底位移量为168mm。运输机巷的6＃测点，开始位于煤壁前方26m处，工作面推至测点2.5米时，顶底位移量为163mm。这说明运输机巷受采动影响要大于回风巷。

（2）巷道变形速度动态分析

（a，b）分别是运输巷的顶底板的移近速度与时间的变化关系，运输机巷的顶底位移速度峰值出现在5月9日，这是由于靠工作面下端的老顶断裂下沉出现在5月8日14：00时以后，它的下沉量部分累计到了5月9日。

（a，b）分别是轨道顺槽的顶底板和两帮的移近速度与时间的变化关系，分析可知，在初放期间，轨道巷测点的顶底位移速度

在5月8日出现一高峰，其后移近速度下降，这说明5月8日14：00之前工作面靠轨道巷侧老顶已经初次断裂下沉，它对巷道变形产生了明显作用。

（3）巷道超前支护阻力分析 在初次放顶期间，对工作面轨道和运输机巷超前支护的单体压力进行了测定。

两巷单体压力为单峰曲线，峰值在靠煤壁前方8米左右。测得单体压力值，运输顺槽为2～8MPa，轨道顺槽为2～22MPa，分布非常不均匀，与单体的初撑力关系极大。

从单体压力运行曲线看，单体初撑之后都有一个压力下降过程，初撑力大于10MPa以上时，这种情况更为明显，4小时后压力稳定上升。这反映了煤层巷道支护的特性，单体支柱对煤层底板有一个压缩变形作用过程。综合来看，单体的初撑力保持在10MPa范围是合适的。

四、结论

（1）运输顺槽断面缩小量具有阶段性。测点距工作面43m时，巷道开始收敛，距离28～23m时，顶底板的相对移近速度明显加快；距工作面16～12m处巷道高度急剧降低，相对移近量168mm。该段巷道围岩变形很大，巷道支架严重扭曲、损坏；之后巷道高度的变化比较平缓，当距工作面只有5m时，巷道高度的下降速度又有所增加，断面很快变小。

（2）回风顺槽高度改变量也在工作面前方50m时就存在，但比较平缓，随工作面推进ΔH值呈线性增长趋势，距工作面36m

时，ΔH的增长速度加大，ΔH值不断呈单调趋势增加。

（3）两巷单体压力为单峰曲线，峰值在靠煤壁前方8m左右。测得单体压力值，运输顺槽为2～8MPa，回风顺槽为2～22MPa，回采期间应加强两巷超前支护管理。

山西柳林王家焉煤矿有限公司

二0一0年六月十五日

4103综采工作面回采巷道

矿压分析说明

山西柳林

王家焉煤矿有限公司

第五篇：煤矿综采工作面顶板压力在线监测应用及发展趋势

煤矿综采工作面顶板压力在线监测应用及发展趋势

摘要：在通常情况下，矿压显现会给井下采煤和掘进工作带来不同程度的危害。为了使矿压显现不影响正常的生产工作，必须采用各种技术措施加以控制，因此而进行矿压的监测及管理就显得具有重要意义。此外对矿压的在线实时监测和管理不仅在于消除和减轻矿压显现对井下工作的不良影响，而且可以利用矿压为开采服务。

关键词：综采工作面 矿压 顶板压力在线监测 光纤光栅 1.绪论

煤炭是我国重要的战略资源，研究煤与围岩的压力关系具有重要的实践意义，不仅可以保证井下各项工作顺利进行，而且可以为井下顶板事故的发生进行预警，具有十分重要的安全和经济效益。这篇文章主要是介绍中厚煤层综采工作面上覆岩层移动及矿压显现，以及现阶段该煤矿所采用的矿压监测方法和对未来矿压监测方法的建议。2.采煤工作面上覆岩层移动规律

在煤岩体体内形成回采工作空间（巷道）将引起围岩破碎，其上方岩体的部分重量则由此空间内的支护物来承担，从而形成了对支架的压力（有时是由于围岩变形而形成对支架的压力）。由于这些原因对支架造成的压力，不同于岩体内的矿山压力，可称它为围岩压力或顶板压力。

煤层上方的岩层在开采的影响下，一般在回采工作面前方30~40米处就开始变形。其特点是水平移动较为剧烈，但垂直移动则甚微。回采工作面推过切眼4~8米后，垂直位移急剧增加，但各层位移不尽相同，其特点使越向上越缓慢。当已断裂的岩层重新受到已冒落矸石支撑时，变形曲线又趋于缓和，在此区域内个岩层移动速度的特点是邻近煤层的岩层，其运动速度要缓于上覆岩层。

因此，根据上述特点，如下图，可将裂缝带岩层中相当于A区的部分成为煤壁支撑影响区；而B区则称为离层区，C区则为重新压实区。

ABCA-煤壁支撑区 ；B-离层区 ；C-重新压实区Ⅰ-冒罗带 ；Ⅱ-裂缝带 ；Ⅲ-弯曲下沉带

3.采煤工作面矿压显现规律 采煤工作面的矿压特征主要为初次来压和周期来压。当老顶达到极限跨距而且断裂形成三铰拱式的平衡，随着工作面继续推进，可能形成不同数量岩块的咬合平衡直至其咬合关系不能满足平衡干系为止，此时老顶的失稳将对工作面带来严重的矿山压力显现，这种矿山压力显现称为初次来压。

初次来压之后，回采工作面继续推进，上覆岩层形成的裂隙体梁将遵循着“稳定—失稳—再稳定”这一规律形成有周期性的矿山压力显现，称之为周期来压。在周期来压期间，老顶的作用力使通过直接顶作用到支架上。

因此，在支架上安装矿山压力计对于观测和控制矿山压力显现具有着重要作用。4.矿山压力实时在线监测系统的组成及不足

回采工作面矿山压力显现监测所用的矿山压力计，从早期的机械式圆图仪，到本安型的电子压力计，直至与计算机组成网络系统的矿山压力实时在线监测系统。使得矿山压力的监测和控制得到了非常大的提升。下面将重点介绍一下矿山压力实时在线监测系统的构成与运行原理。

4.1矿山压力实时在线监测系统的组成

现今在市场上存在多种型号的实时在线监测系统，但其组成原理基本相同。本文将以KJ385矿山压力监测系统为例，介绍其系统构成。KJ385矿山压力监测系统构成示意图：

工业计算机KJ385-J矿用本安型信息传输接口KDW28-18矿用隔爆兼本安不间断电源KJ385-F1矿用本安型压力监测主站KJ385-F2矿用本安型压力监测分站（1）KJ385-F2矿用本安型压力监测分站（2）KJ385-F2矿用本安型压力监测分站（3）KJ385-F2矿用本安型压力监测分站（4）KJ385-G矿用本安型压力传感器

由图可见，其整体网络布置为总线式和星形布置相结合，一台KJ385-F1矿用本安型压力监测主站可连接4台KJ385-F2矿用本安型压力监测分站，每台KJ385-F2矿用本安型压力监测分站最多可连接16台KJ385-G矿用本安型压力传感器。主站与分站，分站与传感器之间通过电话线传输信号，主站与传输接口之间可用光纤和电话线传输。整个在线监测系统可对综采工作面液压支架的初撑力和工作阻力进行不间断的实时监测，通过处理软件对所采集的数据进行记、整理、分析。

通过软件记录分析后得出各个支架前柱、后柱、前探梁实时受力分析，如下图表：

根据以上图表，可以查看每个支架的前后柱的当前和历史受力情况，以及初撑力的大小；同时还可以根据图表中的内容进行分析和整理，得出工作面整体的矿山压力分布情况、当班移驾次数以及初次来压步距和周期来压步距等相关内容。

可见，矿压的实时观测对综采工作面的采煤工艺有着监督和指导性作用，不仅对工作面压力的实时分布起到了连续监测，起到了及时预警的作用；同时还可通过分析和整理出来的数据更好地指导采煤工艺和流程。

4.2矿山压力实时在线监测系统的不足和整改方案 4.2.1矿山压力实时在线监测系统的不足

矿山压力实时在线监测系统虽然可以连续地获得综采工作面的矿山压力分布情况，但是此系统的网络多为总线式布置，导致所需传输线路过多。一个长壁倾斜综采工作面长度如果按150米计算，按照KJ385系统的要求，则需要KJ385-G矿用本安型压力传感器100台，KJ385-F2矿用本安型压力监测分站若干台，它们之间所需的信号电缆过于繁复。相对于综采工作面复杂的地质条件而言，对其进行维护和管理将耗费大量的人力和物力，这将是极不经济的行为。

4.2.2矿山压力实时在线监测系统的整改方案 方案一：

鉴于整个工作面全部支架安装实时在线监测系统的可操作性低，可以根据现行条件将现用的本安型电子压力计与实时在线监测系统相结合。在工作面的每条观测线上的支架安装实时在线监测系统，以供提供综采工作面的矿山压力分布变化情况；在其余支架上安装本安型的电子压力计，以便当班工作人员及时观测支架工况和工作面压力情况。方案二：

改进现有的实时在线监测系统，使其网络在传输分站以下部分采用无线通讯方式。只需要在工作面头尾顺槽布置少量的进行无线传输的监测分站，再采用安全的信号波段进行传输，即可满足整个综采工作面每个支架上安装的矿山压力传感器的数据传输问题。5.矿山压力实时在线监测系统的发展趋势

随着近年来光栅技术的发展和应用，光纤传感技术以其特有的优势迅速发展成为一种新兴的光学技术广泛应用于矿山安全监测领域当中。光栅技术是利用外界因素使光在光纤中传播时光强、相位、偏振态以及波长等特征参量发生变化，从而对外界因素进行检测和信号传输的技术。

它与传统传感器相比有着体积小、灵敏度高、耐高温、耐腐蚀、抗电磁干扰、可远距离传输等优点，特别是在地质条件复杂的环境下工作安全可靠。而且相对于电子压力传感器，光纤传感器的成本较低，适合组建矿山压力监测网，监测和收集整个盘区和井田的地应力的变化，及时作出分析，更好地为矿井的安全生产提供理论支持。

6、结论

矿山压力的存在是煤炭开采工作中面临的重要问题，在生产过程中应用多种矿压监测方法是收集、分析矿压数据的有效手段。矿压实时在线监测系统与传统的电子压力计相比，做到了对工作面矿压的不间断监测，更好地为煤矿生产提供了技术保障，是现阶段应用最为广泛的监测手段。但是，随着光纤技术的发展和成熟，光栅监测技术在不久的将来将会更多地应用到煤矿安全生产监测当中。

参考文献：

[1] 周诗建.《矿山压力观测与控制》.重庆大学出版社，2010.3.01 [2] 张志鹏，Gammblin W A.光纤传感器原理[M]，北京：中国计量出版社，1991.