【卖】矿顶板动态检测系统

、概述
　　煤矿开采过程中频繁发生的重大安全事故，已经引起了党中央、国务院的高度重视，并引起社会的广泛关注。在各类煤矿事故中，顶板事故仍居前位。随着近年来生产能力的提高、开采强度的增大和向深部开采转移，顶板安全等问题越来越凸现，主要体现在三个方面：一是以锚杆支护为主要形式的巷道稳定性。锚网支护受顶板地质条件潜在因素的影响，支护参数设计上带有一定盲目性；锚网施工质量对巷道支护安全影响较大，锚网巷道顶板矿压作用的显现不明显。需要监测手段进行评估及潜在的危险性预测。二是回采超前支承压力影响范围多大？压力集中程度多高？支承压力高峰位置在何处？支承压力前移速度是多少？等等，这些与超前支护和冲击地压密切相关因素监测问题。三是回采工作面支护稳定性和安全性。回采工作面支架工作状态怎样？支护是否满足控制顶板的要求？回采工作面上覆岩层初次来压与周期来压步距多大？来压时对目前支护系统有多大影响等。我国几乎所有煤矿都面临开采顶板安全问题，而这些问题往往由于局限于相对落后的监测手段和信息处理技术而被忽略，这是顶板安全管理不到位的主要原因。因此，着眼于国内研究的前列，充分利用现有矿井通讯系统资源，建立煤矿顶板安全监测及预警系统，对促使煤矿安全上一新台阶具有实际意义，在全国煤矿中具有重要推广应用价值。
煤矿顶板安全监测系统是利用矿区或矿井已经建立通讯网络和计算机网络平台，将生产矿井顶板动态参数传输到井上的计算机监测网络，借助监测分析软件实现在线监测和报警。通过矿区局域网组成矿务局级监测网络，实现顶板安全监测的自动化和信息化。
二、煤矿顶板安全监测内容及目的意义
　煤矿顶板安全监测主要是基于煤矿矿压参数的监测，包括以下四个方面：
　1．回采工作面支护阻力监测
支护阻力指工作面支架或支柱的工作阻力，即顶板对支护设备的作用强度，通过监测支架的工作阻力，分析顶板的周期来压规律，为工作面的安全高效生产提供决策依据。工作面支护阻力监测意义主要表现在以下几个方面：
l　　确定顶板周期来压得步距和强度；
l　　分析和验证支架对顶板条件的适应性；
l　　掩护式支架合理接顶状态的调整；
l　　预测可能的顶板事故；
l　　监测支架液压系统的故障率，便于系统维护；
l　　为领导提供可靠的信息，便于正确的指导生产。
　　　 2．煤矿采场及巷道顶板离层监测
用于回采或掘进巷道顶板动态监测普遍采用离层检测方法，主要监测巷道围岩和顶板的松动离层，通过顶板离层传感器监测顶板内不同基点的相对位移量。顶板离层是矿压作用最直接的宏观显现，由于锚网巷道支护特点离层显现不容易从巷道的表面表现出来，这也是锚网巷道容易突发冒顶事故的主要原因。通过在巷道顶板安装顶板离层传感器，并且实现实时监测，能动态的掌握顶板运动过程，对可能发生的顶板事故提前预警。　
煤矿巷道采用锚网支护，除了其高效、经济性好有利的因素，其不确定的不利因素较多。例如：巷道顶板构造的差异性，对支护参数的确定影响；锚杆或锚索施工质量对支护效果的影响；工作面回采过程中超前支撑应力对支护稳定性的影响等。这些因素的影响，在锚网支护中宏观上矿压显现不明显。顶板离层监测意义主要表现在以下几个方面：
l　　 能实时的掌握顶板的运动规律，预测和预警危险的发生。
l　　 通过离层位移传感器监测顶板离层位置、离层速度变 化，用于确定两帮内显著变形区域，判断顶板及两帮破坏范围，对巷道稳定性进行识别，对巷道所处的安全等级进行评价。
l　　通过监测数据分析巷道支护参数的合理性。
　 3．锚网巷道锚杆、锚索支护应力监测
通过对锚网巷道锚杆或锚索的支护应力监测，可以反映出锚杆的初始锚固力、锚杆受力的变化状态和变化规律，有助于分析掘进巷道支护稳定过程，评价巷道施工工程质量，分析回采巷道工作面推进过程外应力场作用对锚网巷道的影响以及评价锚网支护的效果。
锚杆支护应力监测可与顶板离层监测形成对比关联分析，确定针对顶板条件支护参数设计的合理性，对锚网支护潜在的顶板危险因素进行预测。
　　　 4．超前煤岩支撑应力监测
　　　　 受采动影响采场上覆岩层的运动诱发的应力作用是造成巷道变形、顶板冒落甚至发生冲击地压的主要原因。覆岩运动作用的显现是煤岩支撑应力的变化。通过在开采倾斜方向水平按一定深度布置钻孔，在钻孔中安装应力监测传感器，可以连续监测钻孔应力的相对变化。
　　　　 通过一定数量的钻孔应力传感器监测的数据，可以确定才动影响的外应力场作用的范围、强度和运动方向，为巷道超前支护、冲击地压防治的卸压措施实施提供数据依据，做到有的放矢。
　　　　 钻孔应力监测也可以用于采场预留煤柱的承载力监测，用于合理确定预留煤柱的大小。
　　　　煤岩支撑应力监测也可以用于采空区充填体承载应力监测，充填体应力监测是评价充填效果的重要指标。充填应力监测可以监测和分析充填体形成的密实度，承载应力的随顶板垮落的的变化规律等。