煤礦綜采工作面礦壓監(jiān)測技術研究

王 威

（陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司一號煤礦，陜西 延安 727307）

通常煤礦礦壓監(jiān)測技術主要包括如下幾個方面：第一，采煤工作面監(jiān)測；第二，巷道墻壁監(jiān)測；第三，頂板實際壓力監(jiān)測；第四，綜合作業(yè)檢測等，前三種主要對錨桿以及錨索所承擔的壓力進行測試，這樣能夠對巷道巖壁以及采空面位置的頂板進行分析。第四類型，主要是對工作面礦壓進行監(jiān)測，通過采集綜采支架以及初支撐力，這樣充分結合各個數據，進而可以識別相應的工序，從而能夠有效地降低安全隱患。

1 礦壓檢測的目的

1.1 減少開采難度

為了更好地提高開采效率，工程人員對礦壓進行監(jiān)測，這樣能夠有效地優(yōu)化開采難度，同時也可以有效地降低工位的步距。由于煤礦開采是一項非常危險的工作，通常開采工程人員往往下降到地面下幾十米甚至上百米的位置開展作業(yè)，由于工況條件復雜，因此將可能出現各種意外的問題，從而阻礙開采進度。當前大部分煤礦企業(yè)都會對礦山壓力進行檢測，從而能夠對突發(fā)事件進行預測[1]。

1.2 增強開采安全性

由于煤礦開采具有危險性，假如在開采的過程中不能充分利用礦山數據，那么將給開采埋下安全隱患。經過工程實踐發(fā)現，對于綜采工作面以及巷道壓力進行監(jiān)測之后，能夠有效對采空區(qū)頂板的情況進行分析，從而能幫助開采工作人員掌握礦上的活動規(guī)律，這樣能發(fā)現在礦山中存在薄弱的環(huán)節(jié)，有效地降低對巷道煤柱的損壞，大大提高礦山開采的效率。

1.3 為開采設備支護提供保障

由于在開采的過程中，往往需要對巷道以及對應的工作面進行支護，與此同時為了有效地提高機械開采的穩(wěn)定性，也需要一個穩(wěn)定的支護。由于機器在工作的過程中發(fā)出較大力，在工人操作時有可能將半懸空的墻壁巖石撞下來，從而導致引發(fā)一定的安全隱患。為了更好地優(yōu)化礦山機械的工作效率，必須對綜合工作面礦壓進行監(jiān)測，從而便于操作機器的工作人員控制機器的運動狀態(tài)，與此同時可以更好地避免發(fā)生共振現象[2]。

2 綜采工作面礦壓監(jiān)測區(qū)域布置

一般而言，需要在護巷煤柱通風口位置設置一定空間，這樣可以設置1個壓力檢測儀器，就可以對巷道頂層以及相應的煤壁承載壓力進行有效地檢測，與此同時設置的監(jiān)測儀器還可以起到如下功能：第一，檢測；第二，預測；第三，報警等。假如壓力峰值達到設定的數值時，數據連接端能夠將數據傳輸給現場管理人員，同時發(fā)出報警，這樣可以提醒工作人員及時離開危險區(qū)域。鑒于檢測系統(tǒng)具有獨特的優(yōu)勢，因此煤礦企業(yè)需要設置整套的監(jiān)測系統(tǒng)，進而可以分級監(jiān)測設備的日常工作情況。同時需要在監(jiān)測基礎網絡上面設置合適數量的傳感器，這樣能夠增加前面的采集回采壓力信息，進而能夠更好地幫助相關管理單位提供有力的數據分析。此外，礦山企業(yè)必須注重對監(jiān)控設備的維護以及保養(yǎng)，假如不能對傳感器進行較好地維護，往往導致采集數據出現一定的偏差，同時也導致傳感器性能下降。維修部門可以以月為單位對數據采集設備進行保養(yǎng)，發(fā)現問題及時維護以及更換，從而可以防止出現不必要的安全問題[3]。

3 現場礦壓數據研究方法

3.1 監(jiān)測范圍

假如要想得到有效的礦壓數據，那么需要工程技術人員對數據進行細化處理，因此依據數據可以對監(jiān)測設備進行更好地分析。具體操作如下：第一，必須采用不同的礦壓對巷道、頂板以及巷道維護次數進行實驗，這樣在不同的礦壓下可以發(fā)現巷道、頂板所能夠承擔的礦壓。第二，工程技術人員為了能夠合理優(yōu)化數據，通常需要對煤柱下縮量、頂板移動量、煤壁片量等進行測量。當工程技術人員對礦壓數據進行分析時，往往不太重視原有數據，從而導致得到的礦壓檢測報告缺乏邏輯性，同時出現多份數據不能進行有效地比較，失去縱向比較的價值。第三，工程技術人員對礦壓數據進行檢測后，往往同時需要記錄工作面的現狀、地質以及巖石的變化情況，同時能夠更好地對下一次的礦壓做好鋪墊。

3.2 綜采工作面礦壓監(jiān)測工作與信息技術相融合

煤礦礦壓主要是指煤巖體儲存能量以及釋放能量的形式，同時該過程是一個動態(tài)變化的。通常情況下，采煤廠壓力檢測時包括如下幾個方面：第一，采煤工作面；第二，綜采支架壓力；第三，頂板壓力；第四，巷道工作面等。由于在進行測量的過程中，各個參數往往隨著礦壓的變化出現細微的變換，因此礦山工程技術人員在測量的過程中引入信息技術，比如在檢測煤巖能量時，選用電磁輻射脈沖設備發(fā)出脈沖波，同時可以將能量參數傳遞給電腦，從而經過軟件分析可以得到相應的能量曲線圖。在對曲線圖進行分析，從而可以得到礦壓是否具有穩(wěn)定性。再如在分析礦壓時，可以采用系統(tǒng)化的檢測設備，這樣能夠有效地分析礦壓變化情況，諸如KBJ70綜采壓力采集分析數值一體化系統(tǒng)，以及KJ30光纖工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，經過比較發(fā)現兩者都具有如下幾個方面組成單元：第一，監(jiān)控主機；第二，智能化監(jiān)視系統(tǒng)；第三，信息傳輸機；第四，監(jiān)控矩陣；第五，傳輸線路；第六，井下攝像機等等。由于在KBJ70 中選用光纖通信技術，其能夠有效地保證數據傳輸的安全性以及可靠性。由于把信息技術融合到礦上監(jiān)測系統(tǒng)上，這樣便于工作人員更好地對礦井的內部信息進行監(jiān)測。通常需要從信息勘探到實施監(jiān)控，這樣便于工程技術人員觀察數據，不僅可以有效地降低勘探難度，而且便于工作人員更好地實施勘探。與此同時，將勘探數據融入云端，這樣便于勘探人員更好地了解礦山的變化情況，細化各種問題，同時針對存在的問題，提出有效地解決方案。此工作都是在大數據的參與下完成，并且不需要任何技術人員，這樣就可以幫助勘探人員實現優(yōu)化勘探，從而可以極大地提高勘探效率。因此，在未來井下可以實現無人作業(yè)，全面由機械設備取代人工，這樣不僅可以有效地提高作業(yè)進度，而且能夠更好地避免安全問題以及降低經濟成本[4]。

4 結束語

總之，在煤礦開采的過程中，必須有效地監(jiān)測礦山礦壓，便于煤礦企業(yè)更好地分析數據，依據數值執(zhí)行行之有效的開采工藝以及設置相應的防范方法。進一步為井下開采人員的生命安全提供保障，同時可以極大地提高開采效率，從而可以促進煤礦企業(yè)更好地發(fā)展。為了獲得更有效的礦壓信息，通?？梢愿卤O(jiān)測裝置，同時引入信息技術，這樣可以隨時采集礦壓信息，進而便于技術人員分析與發(fā)現問題，避免不必要的安全問題，促進煤礦企業(yè)更好地為社會服務。