第四章_采煤工作面矿山压力观测.ppt

第一节 支架载荷观测 一、支架载荷观测仪器 压测试技术的发展是基于矿压理论的发展为前提。矿压测试技术的系统化发展是始于70年代，大体经历了四个发展阶段： 1）第一阶段：以机械式测量仪表为主的简易仪表阶段 70 年代 — 80年代初 用于顶板运动规律的探索和研究，通过监测为理论分析提供依据，是矿压理论发展的需要。主要以机械简易仪表测量为主。包括：顶板下沉量检测、支柱的工作阻力检测等。 该阶段的仪表研究往往是为了解决或验证矿压理论某个问题而提出的。 该阶段仪表的特点： 以机械结构为主； 工艺比较粗糙； 测量准确度较低。 代表产品：机械动态仪、圆图记录仪、双记仪、液压枕等 第三节 支架载荷观测 一、观测仪器的设置 根据工作面单体支柱类型及观测仪器不同，设置方法如下： 1)设在支柱的上端或底座下。 一般将观测仪器压在支柱底座下，安设时首先将底板铲平，露出真底，不要放在浮煤上，然后将支架架设在顶梁与仪器之间。安设时要求底座要与仪器对中，避免因支柱歪斜等造成局部应力集中，使观测数据出现偏差。当煤层底板松软或浮煤较多时，也可将仪器设于顶板与立柱上端之间。 第三节 支架载荷观测 一、观测仪器的设置 根据工作面单体支柱类型及观测仪器不同，设置方法如下： 2)直接安设在液压支柱（外注式）的三通阀处或液压支架立柱的高压腔管路上。 前者可使用DZ-C型液压支柱测力计；后者可使用YTL-610型圆图压力自计仪或YSZ-1型压力下缩自计议。YTL-610型自计议用一个三通与立柱的高压腔接通，然后将仪器悬挂在该立柱附近的顶梁上或绑在立柱上，并用胶皮护帘或铁盒子等加以保护。 第三节 支架载荷观测 二、观测方法与数据记录 对于非自动记录仪器，每次安设前要先读取零读数（液压观测仪器除外），连同仪器编号一起计入表4-3相应栏目内。安设完毕后，立即读取初读数。此后与顶底板移近量观测等同时进行，每1～2 h观测一次。采煤工作面回柱放顶时，将仪器收回，重新安设后可继续使用。 使用自动记录类仪器时，安设前先上紧发条，换好记录纸，调整好记录笔，并在记录纸上注明架号、柱别、换纸日期及换纸人等。然后，将仪器与观测立柱高压腔连通，即可进入自动记录状态。观测期间，每天更换1次记录纸，同时检查自动记录仪的工作情况。如发现因仪器本身故障造成记录不完整或不准确时，应简要注明原因，并及时进行维修或更换。 （1）按观测循环计算： 支架的初撑力p0； 循环末阻力pm； 时间加权平均阻力pt； 相应的支护强度q。 计算结果填入表4-12或表4-13中。 ① 初撑力p0：支架移架后初始工作阻力。 它的大小与乳化液泵站的工作压力有关，且受管路损失和操作质量等因素的影响。支架整架初撑力可由下式计算： ② 循环末阻力P。是指循环末移架前的工作阻力。 正常情况下，循环末阻力为循环内的最大工作阻力，支柱循环末总阻力由下式计算： 由于支架工作阻力随时间不断发生变化，所以循环末阻力还不足以反映支架的全面受力情况。 ③ 时间加权平均阻力Pt，是指一个采煤循环内以时间为加权计算的平均工作阻力。 ③ 时间加权平均阻力Pt 由此Pt可按下式近似地求得： ③ 时间加权平均阻力Pt。 对于支撑式支架，立柱与顶板近似垂直，q 可用P/S求得； 对于掩护式支架，由于立柱与顶板有一定的夹角，则需要再乘以支护效率。 起源及发展： 20世纪60年代西德提出并发展，波兰、印度和苏联也有所应用。我国20世纪70年代开展这项工作。 观测目的：分析一个工作面本身的矿压问题。区别周期来压，反映上覆煤层残留煤柱的影响，分析不同支架管理顶板的效果以及其它各种问题。 一、顶板状况统计观测的内容和衡量指标 （一）顶板破碎度和冒落灵敏度 顶板破碎度：控顶区内，冒高超过10cm以上的顶板局部冒落面积占所观测区顶板面积的百分数。 在实际应用中，为了测量上的方便，将顶板冒落面积和观测区顶板面积的测量，简化为具体观测剖面的冒落宽度和观测 第六节 底板比压的测定 单位底板面积上所能承受的最大压力称为底板比压。底板比压的75％称为底板的容许比压。 采煤工作面上覆岩层的压力，通过煤壁前方煤体、工作面内和巷道中的支护及采空区矸石传递到底板岩层上，使其产生不同程度的破坏。 在生产现场直接测定底板的抗压入强度和穿透度等参数，数据比较可靠。通常，在实验室测定底板岩层的单轴抗压强度和三轴抗压强度，由于实验条件与生产现场条件相差较大，故取得的数据与真实情况的偏差