第一篇：煤礦綜采工作面頂板壓力在線監測應用及發展趨勢

煤礦綜采工作面頂板壓力在線監測應用及發展趨勢

摘要：在通常情況下，礦壓顯現會給井下采煤和掘進工作帶來不同程度的危害。為了使礦壓顯現不影響正常的生產工作，必須采用各種技術措施加以控制，因此而進行礦壓的監測及管理就顯得具有重要意義。此外對礦壓的在線實時監測和管理不僅在于消除和減輕礦壓顯現對井下工作的不良影響，而且可以利用礦壓為開采服務。

關鍵詞：綜采工作面 礦壓 頂板壓力在線監測 光纖光柵 1.緒論

煤炭是我國重要的戰略資源，研究煤與圍巖的壓力關系具有重要的實踐意義，不僅可以保證井下各項工作順利進行，而且可以為井下頂板事故的發生進行預警，具有十分重要的安全和經濟效益。這篇文章主要是介紹中厚煤層綜采工作面上覆巖層移動及礦壓顯現，以及現階段該煤礦所采用的礦壓監測方法和對未來礦壓監測方法的建議。2.采煤工作面上覆巖層移動規律

在煤巖體體內形成回采工作空間（巷道）將引起圍巖破碎，其上方巖體的部分重量則由此空間內的支護物來承擔，從而形成了對支架的壓力（有時是由于圍巖變形而形成對支架的壓力）。由于這些原因對支架造成的壓力，不同于巖體內的礦山壓力，可稱它為圍巖壓力或頂板壓力。

煤層上方的巖層在開采的影響下，一般在回采工作面前方30~40米處就開始變形。其特點是水平移動較為劇烈，但垂直移動則甚微。回采工作面推過切眼4~8米后，垂直位移急劇增加，但各層位移不盡相同，其特點使越向上越緩慢。當已斷裂的巖層重新受到已冒落矸石支撐時，變形曲線又趨于緩和，在此區域內個巖層移動速度的特點是鄰近煤層的巖層，其運動速度要緩于上覆巖層。

因此，根據上述特點，如下圖，可將裂縫帶巖層中相當于A區的部分成為煤壁支撐影響區；而B區則稱為離層區，C區則為重新壓實區。

ABCA-煤壁支撐區 ；B-離層區 ；C-重新壓實區Ⅰ-冒羅帶 ；Ⅱ-裂縫帶 ；Ⅲ-彎曲下沉帶

3.采煤工作面礦壓顯現規律 采煤工作面的礦壓特征主要為初次來壓和周期來壓。當老頂達到極限跨距而且斷裂形成三鉸拱式的平衡，隨著工作面繼續推進，可能形成不同數量巖塊的咬合平衡直至其咬合關系不能滿足平衡干系為止，此時老頂的失穩將對工作面帶來嚴重的礦山壓力顯現，這種礦山壓力顯現稱為初次來壓。

初次來壓之后，回采工作面繼續推進，上覆巖層形成的裂隙體梁將遵循著“穩定—失穩—再穩定”這一規律形成有周期性的礦山壓力顯現，稱之為周期來壓。在周期來壓期間，老頂的作用力使通過直接頂作用到支架上。

因此，在支架上安裝礦山壓力計對于觀測和控制礦山壓力顯現具有著重要作用。4.礦山壓力實時在線監測系統的組成及不足

回采工作面礦山壓力顯現監測所用的礦山壓力計，從早期的機械式圓圖儀，到本安型的電子壓力計，直至與計算機組成網絡系統的礦山壓力實時在線監測系統。使得礦山壓力的監測和控制得到了非常大的提升。下面將重點介紹一下礦山壓力實時在線監測系統的構成與運行原理。

4.1礦山壓力實時在線監測系統的組成

現今在市場上存在多種型號的實時在線監測系統，但其組成原理基本相同。本文將以KJ385礦山壓力監測系統為例，介紹其系統構成。KJ385礦山壓力監測系統構成示意圖：

工業計算機KJ385-J礦用本安型信息傳輸接口KDW28-18礦用隔爆兼本安不間斷電源KJ385-F1礦用本安型壓力監測主站KJ385-F2礦用本安型壓力監測分站（1）KJ385-F2礦用本安型壓力監測分站（2）KJ385-F2礦用本安型壓力監測分站（3）KJ385-F2礦用本安型壓力監測分站（4）KJ385-G礦用本安型壓力傳感器

由圖可見，其整體網絡布置為總線式和星形布置相結合，一臺KJ385-F1礦用本安型壓力監測主站可連接4臺KJ385-F2礦用本安型壓力監測分站，每臺KJ385-F2礦用本安型壓力監測分站最多可連接16臺KJ385-G礦用本安型壓力傳感器。主站與分站，分站與傳感器之間通過電話線傳輸信號，主站與傳輸接口之間可用光纖和電話線傳輸。整個在線監測系統可對綜采工作面液壓支架的初撐力和工作阻力進行不間斷的實時監測，通過處理軟件對所采集的數據進行記、整理、分析。

通過軟件記錄分析后得出各個支架前柱、后柱、前探梁實時受力分析，如下圖表：

根據以上圖表，可以查看每個支架的前后柱的當前和歷史受力情況，以及初撐力的大小；同時還可以根據圖表中的內容進行分析和整理，得出工作面整體的礦山壓力分布情況、當班移駕次數以及初次來壓步距和周期來壓步距等相關內容。

可見，礦壓的實時觀測對綜采工作面的采煤工藝有著監督和指導性作用，不僅對工作面壓力的實時分布起到了連續監測，起到了及時預警的作用；同時還可通過分析和整理出來的數據更好地指導采煤工藝和流程。

4.2礦山壓力實時在線監測系統的不足和整改方案 4.2.1礦山壓力實時在線監測系統的不足

礦山壓力實時在線監測系統雖然可以連續地獲得綜采工作面的礦山壓力分布情況，但是此系統的網絡多為總線式布置，導致所需傳輸線路過多。一個長壁傾斜綜采工作面長度如果按150米計算，按照KJ385系統的要求，則需要KJ385-G礦用本安型壓力傳感器100臺，KJ385-F2礦用本安型壓力監測分站若干臺，它們之間所需的信號電纜過于繁復。相對于綜采工作面復雜的地質條件而言，對其進行維護和管理將耗費大量的人力和物力，這將是極不經濟的行為。

4.2.2礦山壓力實時在線監測系統的整改方案 方案一：

鑒于整個工作面全部支架安裝實時在線監測系統的可操作性低，可以根據現行條件將現用的本安型電子壓力計與實時在線監測系統相結合。在工作面的每條觀測線上的支架安裝實時在線監測系統，以供提供綜采工作面的礦山壓力分布變化情況；在其余支架上安裝本安型的電子壓力計，以便當班工作人員及時觀測支架工況和工作面壓力情況。方案二：

改進現有的實時在線監測系統，使其網絡在傳輸分站以下部分采用無線通訊方式。只需要在工作面頭尾順槽布置少量的進行無線傳輸的監測分站，再采用安全的信號波段進行傳輸，即可滿足整個綜采工作面每個支架上安裝的礦山壓力傳感器的數據傳輸問題。5.礦山壓力實時在線監測系統的發展趨勢

隨著近年來光柵技術的發展和應用，光纖傳感技術以其特有的優勢迅速發展成為一種新興的光學技術廣泛應用于礦山安全監測領域當中。光柵技術是利用外界因素使光在光纖中傳播時光強、相位、偏振態以及波長等特征參量發生變化，從而對外界因素進行檢測和信號傳輸的技術。

它與傳統傳感器相比有著體積小、靈敏度高、耐高溫、耐腐蝕、抗電磁干擾、可遠距離傳輸等優點，特別是在地質條件復雜的環境下工作安全可靠。而且相對于電子壓力傳感器，光纖傳感器的成本較低，適合組建礦山壓力監測網，監測和收集整個盤區和井田的地應力的變化，及時作出分析，更好地為礦井的安全生產提供理論支持。

6、結論

礦山壓力的存在是煤炭開采工作中面臨的重要問題，在生產過程中應用多種礦壓監測方法是收集、分析礦壓數據的有效手段。礦壓實時在線監測系統與傳統的電子壓力計相比，做到了對工作面礦壓的不間斷監測，更好地為煤礦生產提供了技術保障，是現階段應用最為廣泛的監測手段。但是，隨著光纖技術的發展和成熟，光柵監測技術在不久的將來將會更多地應用到煤礦安全生產監測當中。

參考文獻：

[1] 周詩建.《礦山壓力觀測與控制》.重慶大學出版社，2010.3.01 [2] 張志鵬，Gammblin W A.光纖傳感器原理[M]，北京：中國計量出版社，1991.

第二篇：綜采工作面壓力頂板分析報告

雙柳煤礦綜采工作面頂板壓力分析報告

在煤層開采過程中，采煤工作面處在巖層之中，為了保持采煤工作面的最小合理空間，必須對采煤工作面進行支護，并對采空區進行處理。

目前，雙柳礦正在回采（3+4）#煤層，該煤層為山西組下段頂部煤層，根據勘探資料顯示，煤層厚度在3.5—4.25米之間，平均4.0米，主要回采工作面有23420、33406兩個工作面，23420綜采工作面平均采高3.4米，33406綜采工作面平均采高3.56米。二采區頂板直接頂為泥巖、泥頁巖，較為破碎，三采區頂板為砂質泥巖，黑灰色泥巖，半堅硬。

作為雙柳礦目前正在回采的兩大采區，工作面布置密集，準備時間合理，所以頂板相對穩定，工作面采用全部跨落法管理頂板，支撐掩護式支架支護頂板，隨著工作面推進，每循環一次，落山跨落一次。除遇特殊地質構造，正常回采過程中不易造成頂板跨落。

雙柳礦綜采工作面采用單體液壓支架支護頂板，23420工作面安裝ZZ4000－18/38型液壓支架118架，最大控頂距4.57m，最小控頂距3.97m。33406工作面安裝ZZ6000－20/42型液壓支架134架，最大控頂距5.26m，最小控頂距4.66m。工作面每個支架安設2臺ZBYJ－II型耐震式綜采支架工作阻力檢測表，用于檢測支架前后立柱初撐力及工作阻力。觀測指標有頂板下沉量、活柱下縮量、支架載荷量。每10個支架安設1臺ZDYJ—ⅡB型紅外傳輸壓力監測記錄儀，用于記錄工作面支架壓力數據。每3-4天用ZDYJ—Ⅱ型紅外數據智能采集儀對工作面支架記錄儀進行數據采集，并傳輸到專用電腦繪出壓力折線圖，根據折線圖每5天進行一次壓力分析報告，每月進行一次總結。

對于材運兩巷的頂板離層段經常觀察，隨時采取措施進行處理。對于工作面出現的頂板隱患，及時填寫《頂板隱患報告單》，及時提出處理意見，現場令責任人進行整改并反饋回組隊，以采取有效措施。

在工作面初采初放、末采、末回等專項工程及正常回采期間，由包隊技術員對工作面初次來壓步距、老頂來壓周期、周期來壓步距、煤壁片幫深度等進行現場觀測，并做記錄。所分析的各類圖表、數據報有關領導和單位，并及時反饋回隊組，隊組現場采取措施處理。

經過嚴格的考核和數據整理、分析，配合實際抽查，兩工作面支架立柱直線度較好，接頂嚴密，無臺階現象，落差較小，壓力表無破損，顯示正常，支架工作阻力均能達到規定值（大于24Mpa）,且未發生一起頂板事故。

材、運巷超前支護距離不少于30m。超前支護采用單體液壓支柱配合π型鋼梁沿巷道走向或傾向支設三排一梁三柱π型鋼棚。兩巷超前支護中的單體液壓支柱，用DZ-CL微表支柱支護檢測儀對其進行抽樣檢測，每天將檢測結果在案，對超前支護達不到6.4MPa以上的支柱現場進行整改，壓力不夠進行注液打壓，接頂不嚴墊加柱帽或木楔接頂。

我礦將支柱壓力作為標準化檢查的一個重要方面，經過嚴格的考核兩工作面的超前支護均迎山有勁，能夠有效支護頂板，壓力值均達到規定值。

假風道支護采用木垛支護。推進距離夠3m時打一個木垛，木垛一面緊貼端頭支架外緣，另一面偏向煤柱幫側。當遇運巷超高、頂板破碎、離層嚴重或原有支護失效、巷道壓力大時，木垛間距縮小為2.5m，且要在兩木垛靠支架側掛網維護，防止碎矸石竄入假風道影響通風。

生產技術科 2009年11月 汾西礦業雙柳煤礦

綜采工作面頂板壓力分析報告

生產技術科 二〇〇九年十一月

第三篇：煤礦綜采工作面頂板管理措施

煤礦綜采工作面頂板管理措施

預防綜采工作面冒頂補充措施 預防綜采工作面冒頂補充措施

為了進一步加強綜采工作面頂板管理，保證安全生產，結合我礦綜采面 頂板的實際情況，特補充如下安全技術措施：

一、成立礦頂板管理領導小組

成立礦 組 長：孫 穎 副組長：姚志紅、許志強 成 員：馬小軍、郭利軍、路長在、馮建軍、饒 廣、楊建軍、陳 鵬、楊俊峰 主要職責：

1、2、指導綜采工作面頂板管理的各項工作。組織研究日常生產過程中勞動組織問題和生產技術問題。

二、綜采工作面概述

22107 綜采工作面所屬煤層為 2-2 煤層，布置長度 1857m, 推進長度 1446.8 m，松散層厚度為 15～35m，煤層的頂板為深灰色砂質泥巖，泥巖，厚度 0.9～1.5m，老頂灰為白色細砂巖，厚度 13.5～18.5(m)，直接頂為深 灰色砂質泥巖，厚度 0.9～1.5m，煤層厚度 5.4~5.47m。初次來壓步距 40-44m，工作面使用國產 141 臺 5.5m 支架。

三、綜采工作面頂板管理的一般規定

綜采工作面頂板管理的一般規定 1．提高全隊人員的主動管理頂板的意識，特別是煤機司機、支架工、班 長和帶班隊長等。2．落實各級管理人員及崗位工的職責，當出現人為因素造成頂板管理不 到位時，必須落實責任；造成頂板局部冒落時，必須根據經驗進行追查處罰，以不斷提高崗位及管理人員的責任心。3．成立 22107 工作面礦壓觀測小組，對老頂初次來壓，周期來壓，末次 貫通的規律和顯現強度進行礦壓觀測和總結，每個工作面回采完畢后由綜采 隊編制技術總結，以指導下個工作面的生產。

4．專人負責進行工作面礦壓顯現規律觀測，總結工作面周期來壓規律以 及支架工作阻力增

阻點、煤壁壓力顯現等征兆和停產檢修對礦壓的影響，每 天預報周期來壓位置。5．根據周期來壓預報位置與周期來壓規律，協調檢修班與生產班的工作 任務，不得將大型檢修布置在周期來壓期間，在周期來壓期間盡可能動態檢 修，并保證周期來壓期間的快速推進。6．跟班隊長負責每班觀測老頂周期來壓情況、架后懸頂面積及工作面的 壓力顯現情況，并認真做好記錄，升井后向隊值班人員進行匯報，并記錄在 交接班記錄上，下個班的跟班隊長必須根據記錄全面了解前三個小班的周期 來壓和壓力顯現情況，并根據礦壓觀測小組的周期來壓預測預報，在班前會 上進行當班工作安排和重點工作布置。7．當采空區懸頂面積大、周期來壓步距增大或異常時，必須向礦分管領 導進行匯報，防止支架壓死或產生沖擊波。8．合理控制機頭機尾超前量，工作面調斜時控制好加刀數量和加刀 位置，防止快速加刀造成倒架。9．加強液壓支架安全閥的管理，保證安全閥開啟值達到額定值。10．加強兩順槽的頂板管理，特別是超前支護區域，應定期檢查單 體初撐力情況，及時更換損壞的單體。

四、綜采工作面交接班期間的頂板管理

1．綜采隊在班前會布置生產任務時，值班人員、帶班人員必須將井下現 場情況了解清楚，由本班帶班副隊長根據井下情況安排各項工作，特別是在 頂板管理方面的重點。2．每班帶班副隊長必須在現場進行手拉手交接班，接班時由跟班副隊長 進行推進度、工程質量的驗收，發現工程質量不合格時，必須交接清楚，落 實好責任。3．交班時上一個班的帶班隊長和班長必須將本班頂板狀況、壓力顯現情 況、設備的運行狀況等交接清楚。

4．煤機司機在交班時要將本班的頂、底煤留設情況，提底、臥底情況以 及工作面出現上竄和下竄時的加刀情況交接清楚。5．支架工在交班時要將工作面頂板壓力顯現情況、頂、底板臺階情況，支架出現“低頭”“高射炮”以及倒架、咬架情況交接清楚，以便下一班采、用合理方法調整。

五、綜采工作面非來壓期間的頂板管理

綜采工作面非 1．在生產過程中必須保證工作面“三直兩平、兩暢通”，所有設備正常 運行，杜絕設備“帶病”作業。2．煤機司機要根據頂板壓力、煤層厚度、直接頂巖性等各方面因素合理 確定頂煤留設厚度，并根據周期來壓步距及壓力顯現強度合理確定正

常來壓 和周期來壓的頂煤留設厚度。3．綜采工作面生產過程中要根據頂板變化、地質構造、工作面涌水情況 等合理調整采高。4．煤機司機每刀的臥底、提底或降低采高、增大采高的幅度不得超過 100mm，連續推采調整量一般不得超過 1 刀，即調整一刀必須平推一刀。5．工作面出現運輸機上竄或下竄時，煤機司機在機頭或機尾加刀過程中 要保證刮板運輸機的承受彎度，一般連續加刀不得超過 3 刀。詳細加刀位置 和刀數要根據工作面的上竄的程度和距離來確定。6．支架工拉架時，液壓支架頂梁必須全斷面接頂，達到初撐力。并根據 頂底板平整度合理調整平衡油缸伸縮量，保證支架的合理架型和支架頂梁接 頂效果。7．工作面推移運輸機時不能出現急彎，要平緩過渡，當工作面底板坡度 大時要停止推移運輸機，通知煤機司機重新進行二次掃底后方可推出。當出 現采煤機割頂梁時，應采取利用運輸機坡度調整割頂刀的滾筒、拉回運輸機 重新掃底以及利用采煤機自重反復傾壓運輸機等方式，保證頂臺階高度不大 于規定。8．推溜工要根據工作面支架支撐力情況及時對支架進行二次補壓，在支

架拉出后及時打開護幫板，護幫板滯后煤機不大于 10 架，推溜工及時調整前 探梁，保證護幫板緊貼煤壁。

六、綜采工作面周期來壓的頂板管理

綜采工作面周期來壓的頂板管理 周期來壓 1．工作面周期來壓期間，支架工必須緊跟采煤機前滾筒拉架，采煤機司 機控制好割煤速度，出現煤壁片幫增多、懸頂面積增大等漏頂征兆時，為了 保證快速推進，可以適當提高采煤機速度，在保證拉架速度和支架初撐力的 情況下，增加支架工數量，實現多點拉架或隔一架、拉一架，推溜工補齊。2． 跟班隊長及時觀看 EEP 壓力變化，發現連續 3 架及以上初撐力不足時，要及時查明原因、及時處理。3． 當工作面局部壓力較大或有漏頂預兆時，在刮板運輸機可彎曲程度內，實行局部反復割煤，快速推過壓力集中區。4．周期來壓期間，根據梁端距及前探梁平整度，盡可能超前拉架，壓力 集中區域應采用帶壓擦頂拉架，但必須保證支架一次拉到位，當工作面出現 頂臺階無法處理或不能夠及時處理時，必須調整支架架型，保證支架前梁接 頂（初撐力應不小于 180bar），但調整的總架數應適當控制，防止產生壓力 集中，壓死支架。5．充分發揮護幫板的作用，提前收回護幫板及滯后采煤機打出護幫板的 架數必須嚴格規定，護幫板必須緊貼煤壁。6．煤機司機在割煤過程中要合理控制煤機割煤速度，保證支架能夠實現 跟機拉架，當工作面周期來壓時，若出現片幫增加、懸頂面積增大等漏頂跡 象時，合理

增加支架工數量，必須采取隔一架、拉一架。7．如頂板完整，支架滯后煤機后滾筒不大于 3 架；如頂板破碎，支架要 緊跟煤機前滾筒；如頂板有漏矸現象，支架工必須根據梁端距盡可能超前拉 架，并保證支架接頂效果。

七、停機檢修前的頂板管理

1． 在礦井進行預防性停機檢修時（或綜采隊預防性檢修大的機電設備時）要和綜采隊提前聯系避開周期來壓，工作面停在合理的位置上進行檢修，停機檢修前將支架初撐力升到位、護幫板打到位，端梁距大且頂板平整時及時 超前拉架。

2． 停機檢修期間，設置專人巡查工作面來壓情況以及支架接頂、梁端距、護幫板和工作面片幫情況，發現問題及時采取預防性措施。

3．當工作面出現設備故障停機時，要安排專人對支架進行二次補壓，同 時保證護幫板全部打開，并定期巡查工作面頂板管理情況，發現問題及時采 取預防性措施；如果工作面頂板狀況較差，要根據設備故障的處理時間，采 取其他措施加固頂板和煤壁；當工作面壓力顯現較大時要對支架增加輔助設 施，防止支架被壓死。

4．合理安排主運系統與綜采工作面檢修時間，保證主運系統運行可靠。

5．加強液壓系統及設備的日常維護和保養，保證周期來壓期間的快速推 進。6．加強液壓系統及液壓支架的檢修和維護，保證所有液壓支架能夠達到 初撐力，保證所有支架的立柱、平衡油缸安全閥能夠正常開啟。7．加強三機的檢修和維護，定期檢測刮板鏈張緊力、有無破損、檢查液 壓馬達的完好情況以及三機各電機、減速箱、軸承等運行是否正常，發現異 常情況時提前制定檢修計劃。8．嚴格落實好設備點檢制度，合理利用檢修時間處理設備隱患，防止來 壓期間的設備故障。9．。保證供電、供排水等系統的可靠性。

八、工作面內局部冒頂的處理措施 1．如果采煤機通過局部冒落區部會產生大面積冒落時，要在冒頂區反復 割煤、快速推進的方式及時控制頂板；如采煤機不能通過或通過時可能產生 大面積冒落，則采用機頭或機尾單項進刀，逐漸推進減小冒落區空頂面積，但每次進刀都要將運輸機的彎點向前移動，嚴禁出現彎點不動，機頭或機尾 一直進刀，造成運輸機頂死不能推進現象。2．工作面局部冒頂較嚴重時，此范圍的拉架，原則上先拉初撐力不足的

支架，冒頂區域兩側的邊界段支撐架后拉，防止因拉架力較大的支架，造成 壓力轉移至頂板。拉冒頂區域兩側的邊界段支撐架時，先拉邊界處支架。3．工作面處理冒頂過程中，要盡可能保證煤機停在機尾頂板較好的位置（轉載機在機頭側），從機尾進刀割煤，保證頂板冒落的矸石運輸暢通。4．工作面處理冒頂時，要制定專項防倒架和咬架措施，在局部推移輸送 機過程中，要保證運輸機局部不被頂死，保證支架處于正常狀態，避免產生 倒架、咬架現象。5．加強三機等工作面其他設備的動態檢修，移動高帽區支架時，應采取 合理的移架順序，防止大面積漏頂壓死運輸機。6．在工作面出現局部冒落時，應在冒頂區兩側的頂幫進行補強支護或及 時超前拉架，防止冒頂區域擴大，當冒頂區域位于機頭、機尾時，為防止冒 頂區域與順槽扯通，應加強兩順槽的頂幫支護。7．在頂板狀況極差或設備狀態不好，支架出現倒架、咬架、運輸機頂死 等不能正常推進的情況下，當工作面冒落高度大于 4.0 米時，必須停機采用 人工注瑪麗散加固材料和羅克休充填等方式進行處理。

第四篇：河東煤礦采掘開工作面頂板礦壓在線監測管理考核辦法(新)

附件：

為加強我礦采掘開工作面頂板管理，確保支護質量完全達標，我礦決定在開掘巷道內安裝頂板離層及錨桿應力在線監測系統，在回采工作面安裝綜采液壓支架壓力在線監測系統，實時監測頂板的活動情況，并對監測數據進行收集和分析，總結出頂板壓力顯現規律，為工作面設計、設備選型和支護參數選擇及支護質量的驗證提供科學依據。為保證安裝質量合格及監測數據的準確性，特制定如下標準及管理考核辦法：

一、成立采掘開工作面頂板在線監測領導組：

組 長：柴 江 張東進

副組長：張文平武立文 劉 棟 米維業 等礦領導 成 員：高 鵬 張海榮 董大飛 楊惠棟 各隊組隊長

馬建偉 云龍輝 耿彥文 武 劍及各隊組技術副隊長

成立采掘工作面頂板在線監測辦公室，專門負責監督頂板監測儀器的安裝維護及對安裝質量的考核，督促監測數據的收集、分類和總結，辦公室設在信息中心，生產科負責數據分析。

辦公室主任：高 鵬 張海榮

二、安裝標準及管理考核辦法細則：

（一）支護質量標準

1、所有錨桿均采用風動扳手進行緊固，Φ20的錨桿預緊力矩不得低于300N〃M，Φ16的錨桿預緊力矩不得低于120N〃M。

2、所有錨索均采用錨索張拉機具預緊，預緊力不得低于 200kN，即20MPa。

（二）支護質量考核標準

抽查小組由質標辦牽頭，安監處、生產科配合，每星期必須至少一次對支護質量進行抽查。

1、抽查方式及標準：錨桿緊固力抽查數量為每300根抽查一組，每組九根，頂板三根、兩幫幫錨桿各三根，Φ20的錨桿預緊力矩不得低于300N〃M，Φ16的錨桿預緊力矩不得低于120N〃M。錨桿錨固力每300根抽樣一組（3根）進行拉拔試驗檢查，Φ20的錨桿錨固力不得低于105KN，Φ16的錨桿錨固力不得低于48KN。錨索錨固力每100根抽樣一組（3根）進行拉拔試驗檢查，錨索錨固力不得低于200KN。如發現不合格錨桿、錨索時必須進行標記，由隊組安排人員及時補打。

2、全月每次抽查的錨桿、錨索合格率達到100%，獎勵隊組30000元，隊長、技術員、驗收員、安全員各2000元。

3、抽查時發現錨桿緊固力不合格時，處罰隊組2000元/根，并且要求隊組落實到施工班組，隊長、技術員、驗收員各罰款500元/根。若抽查記錄小于原記錄時，處罰原記錄班組代班長、安全員、驗收員各300元。

4、對錨桿、錨索進行拉拔試驗，發現錨桿錨固力達不到規定要求處罰隊組5000元/根，發現錨索錨固力達不到規定要求處罰隊組8000元/根。

5、錨桿施工及檢測機具損毀無法進行正常檢測時，處罰隊組 5000元/次，隊長1000元/次。

6、每月能對支護質量檢查工作正常開展時，對質標辦、安監處、調度室、生產科各獎勵2000元，如有一次未開展各處罰3000元。

7、此制度獎罰由質標辦每月進行考核，并由質標辦、安監處、生產科負責人及分管礦領導簽字后傳遞企管科進行考核。

（三）頂板在線監測儀器安裝標準 頂板離層儀：

1.必須用專用安裝桿安裝頂板離層儀，不得用錨索或鉆桿等代替安裝桿，且安裝桿必須用專用桿頭連接鋼絲繩錨爪頭；

2.安裝前首先用安裝桿按要求深度探入孔內查看深基點深度是否符合要求，孔深符合要求時再進行下一步安裝；

3.頂板離層儀深基點爪頭用安裝桿捅到底，深基點深度必須大于正常錨索眼深度0.5米以上；淺基點捅入2.5m（剛進入9#煤層頂板）；

4.傳感器固定桿全部進入安裝孔內，離層儀器外盒必須緊貼頂板，離層儀外盒和頂板中間的金屬網必須剪掉，鋼絲繩必須拉緊；

5.離層儀外盒上部的緊固鋼絲繩的螺釘必須擰緊，把多余的鋼絲線剩下30cm左右后剪斷；

6.離層儀孔深不符合要求或者安裝過程中錨爪遇障礙未捅到底且不可取出時必須重新打孔安裝。錨桿應力計：

1.錨桿端頭先加墊一片錨索托板，錨桿應力計平整端面緊貼錨索托板，帶凹槽的端面必須放入墊圈后用螺母擰緊，錨桿外露長度不符合要求必須重新補打安裝；

2.錨桿必須用風動扳手緊固，預緊力至少達到20KN以上（即顯示窗口數值顯示為20）。

接線：

1.接線盒中的線必須用橡膠壓線圈壓緊，壓線圈外放入墊片，然后用扳手擰緊最外面的壓線螺母；

2.接線盒里的線必須顏色對應，剝線時裸露少量端頭，必須用接線柱上的壓線螺絲壓緊，且確保線頭間不接觸，以免引起短路；

電源接線：

電源出線只用紅白線，剪掉藍綠線頭，接線盒中紅白線與后面信號線中的紅白線相連接，確保只為后面傳感器供電，信號線則前后端頭藍綠相連，確保信號傳輸，前端信號線的紅白線頭剪掉，也即電源只往后面傳感器供電，信號則保持正常向前傳輸。

（四）頂板在線監測儀器安裝流程及詳細責任劃分： 為確保頂板在線監測儀器及時、準確安裝到位，實時為指導生產提供數據，現將在線監測儀器安裝流程及詳細責任劃分歸納如下：

安裝流程：

1、需要安裝頂板在線監測儀器巷道的施工隊伍在開口前必須 和生產科及信息中心取得聯系，由生產科出具詳細安裝方案，信息中心負責把主線路敷設到位，并預留稍大于順槽長度的安裝主線；

2、由負責巷道施工的隊組根據安裝方案向信息中心領取相應設備；

3、隊組技術人員按照技術要求指導工人把監測儀器按照方案要求安裝到位，儀器必須迎頭安裝，且及時接線，實時上傳數據；

4、生產科礦壓組負責涉及儀器方面的所有技術指導，并監督檢查儀器的安裝情況，5、隊組根據自己工作面實際情況，每天出一份監測日報表，簽發后留底并遞交生產科；每旬將本旬礦壓顯現情況匯總并撰寫詳細分析報告，分管礦領導簽發后留底并遞交生產科；生產科根據隊組技術員遞交的礦壓分析報告，結合現場情況進行匯總和分析，商榷后提出處理措施和方案，報礦領導審核后下達施工隊組。

6、當工作面需要回收在線監測設備時，信息中心技術員負責現場指導驗收，由隊組技術員負責回撤。

各級管理人員責任劃分：

1、采掘隊隊長責任

①負責工作面每班設立一名頂板監測員，也可由根班副隊長兼任。

②負責本隊工作面頂板離層量、頂板壓力短時快速增大時，及時組織和安排加強支護工作并匯報相關單位。③負責頂板在線監測儀器的安裝和回撤。

④負責落實每班頂板監測員的工作情況，保持在線監測儀器的正常送電，當在線監測所接的綜保需要停電時，及時通知信息中心及生產科，經同意后方可停電，處理好故障后，及時送電，確保在線監測設備的正常運行。

2、隊組技術副隊長責任

①全面負責本隊工作面頂板管理工作，負責落實每班頂板監測員的工作及每班監測表的審閱。

②負責不定期對本單位頂板監測員組織業務培訓工作，及時傳達集團公司的各項考核辦法標準，提高監測員的工作能力和業務水平。

③負責對每天監測結果的初步分析、整理及信息向上反饋工作。

④負責分析每旬監測數據，得出頂板離層量、頂板壓力與巷道掘進之間的變化關系及回采期間頂板來壓與支架工作狀態之間的變化關系（曲線圖），并提出相應的支護改革方案。

⑤每月對本單位頂板監測工作提出合理修改辦法并落實。⑥當工作面需要安裝和回收在線檢測設備時，信息中心技術員負責現場指導，由隊組技術員負責安裝和回撤。

⑦負責工作面頂板監測點的布臵、打眼安裝。⑧負責在線監測的線路維護及設備掛牌管理。

3、頂板監測辦公室責任 ①制定完善工作面頂板監測管理辦法，考核并落實到人。②負責當月對隊組頂板監測員的考核兌現。

③負責與隊組一起修訂每個工作面監測結束后的技術總結。④負責在線設備的統一管理及監測系統的維護、確保在線監測正常運轉。

⑤生產科負責收集每天/旬隊組提交的監測分析報告、匯總、系統分析并報送有關領導及隊組。

⑥信息中心負責主線路的敷設、維護及設備的流通管理，負責技術人員線路連接的培訓及驗收。

（五）考核細則：

1、所有工作面頂板在線監測儀器、儀表、牌板、電源、線路由隊長負責安裝及維護，嚴禁隨意破壞，否則除按設施價值2倍予以處罰責任人外，每損壞一處罰隊組1000元、隊長個人500元，要求隊組必須建立日常礦壓設施的保護管理規定，并在班驗收表中填寫使用情況，實行班組間交接班制度。

2、所有工作面頂板在線監測儀器、儀表、牌板、電源、線路數量由隊組技術員及技術副隊長負責清點，并與信息中心領取單上的數量一致，丟失或損壞一件處罰隊組500元。

3、監測過程中儀器發生損壞時，隊組設專人及時領取更換，如抽檢發現一處損壞而未更換，處罰隊組500元。

4、在線傳輸出現故障時，技術副隊長應督促技術員及時下井抄寫數據，缺少一天數據處罰隊組1000元，技術副隊長200元。

5、每月分旬檢查，如隊組未按規定開展日常監測工作，未按時遞交分析報告，一次罰隊組5000元，如一班次無監測記錄罰當班技術員100元，處罰隊長100元。

6、每旬隊組技術員必須拿出頂板離層量、頂板壓力曲線圖、液壓支架工作阻力分布圖及分析總結，否則罰技術員500元。

7、每個掘進、回采工作面結束后隊組技術員不能及時編寫礦壓監測技術總結報告的，一次罰技術員1000元。

8、當工作面到一定位臵需要安裝和回撤時，沒有及時完成，一次罰隊長100元，隊組1000元。

9、在線監測線路的吊掛與維護：線路的吊掛按機電科管線的吊掛標準來完成，不合格處罰當班驗收員50元；線路要及時維護，有斷線的地方，隊里技術員接到通知后要及時處理，否則每滯后一天處罰50元。

10、對首次安裝支架在線監測一次達到使用要求的工作面，給予隊組獎勵5000元，隊長、技術副隊長各獎勵500元，對科室相關負責人給于適當獎勵。

11、隊組機電維修工負責兩套監測系統本安電源（127V）及通訊分站的維護工作，若出現電源供電不足、連線故障，應及時處理，同時，要保證監測設備的正常供電，如出現責任事故斷電或斷電時間過長，影響正常監測半小時以上，對直接責任人及負責人罰款100元，對根班隊長及值班隊長各罰款200元。

12、隊組機電工負責監測分機、通訊線路的維護工作。必須 保證監測分機及聯接電纜的清潔，當出現損壞時，應及時更換處理，處理不及時，影響正常監測，對負責人罰款100元，對檢修班班長罰款100元，對隊長罰款200元。

13、掘進頂板監測分機必須安裝在巷道開口處防護較好的地方，有專用保護支架采取防護。當出現監測分機不能正常監測時，要及時進行處理或通知信息中心。

14、信號傳輸電纜執行機電科線路懸掛標準，有一處不符合規定對技術員和機電副隊長罰款100元。

15、隊組連接線路時未按標準連接，導致短路或斷路造成傳輸中斷或儀器損壞，發現一處處罰500元。

16、當出現任何問題或確需移動儀器，必須匯報信息中心，并經信息中心同意后，一同下井移動。對于未經信息中心同意，擅自移動所有監測設備的，發現一次處罰責任人100元，對負責人罰款200元，對當班班長(包括生產班班長及維修班班長)罰款200元，對根班隊長、值班隊長各罰款500元。

17、本套頂板在線監測系統對工作面頂板進行24小時實時監測，當出現儀器顯示不正常時，隊組接到信息中心通知后，必須在1個小時內解決，否則，每出現一次罰當班班長、值班隊長、根班隊長各200元。

18、對本套監測系統的所有儀器、電纜，區隊負責人應責任到人，發現故障應及時排除并匯報信息中心，對于出現損壞現象或發現損壞隱瞞不報的，根據儀器顯示時間，給予責任罰款處理，每出現一次儀器、電纜損壞現象，影響正常礦壓觀測，對直接責任人、當班班長各罰款200元，根班隊長、值班隊長、各罰款200元，隊長、書記各罰款500元。

19、所有監測設備(包括通訊線、供電電源)如出現損壞、丟失或不能正常監測，必須查明原因，找出責任人，如查不出責任人，則對當班班長、根班隊長、值班隊長各罰款200元，隊長、書記各罰款300元。

20、工作面結束后，必須由信息中心牽頭辦理移交手續。將所有設備和線路清點后交由接收隊組負責保管，并進行持續監測，監測及使用辦法仍執行本規定。設備需回撤時將可回收儀器和線路完整出井交信息中心并注明數量、型號及完好狀況。回撤和運輸過程中，要保證設備不受損壞，如出現設備損壞或丟失，按設備原價的2倍賠償，并對當班班長、跟班隊長罰款200元，隊干三職各罰款300元。

21、對監測設備每月能正常使用的隊組，給予隊組獎勵5000元，隊長及技術副隊長各500元。

22、綜采工作面液壓支架初撐力合格支架數量必須達到總數量的80﹪以上，以現場抽查為準，合格率達不到80﹪（24MPa以上），每低5個百分點處罰2000元。

23、信息中心、生產科等主管部門如果不能按照要求履行自身的職責，延誤最佳的安裝時機或者不能及時發現漏洞，造成安全隱患，各部門一次處罰5000元。

24、考核由工作面頂板在線監測辦公室按月兌現，經分管領導簽字后勞資科執行。

本制度從下發之日起執行。

第五篇：煤礦自動化無人綜采工作面探究及發展方向

煤礦自動化無人綜采工作面探究及發展方向

####(山西晉城煤業集團古書院礦山西晉城 048000)摘要：該文簡述了煤礦自動化綜采工作面的發展方向，利用自動化科學技術，通過工作面集控中心，對綜采工作面設備進行集中控制，實現割煤、移架、移刮板輸送機、落煤和頂板支護等生產程序遠程自動化無人控制。同時，通過網絡傳輸系統，可實現地面可視監控。關鍵詞：綜采工作面;自動化 1 概述

綜采工作面是煤礦生產最前沿的工作環節，也是最復雜的工作環節。其設備數量多，設備之間互相制約、相互協調，任何單一設備都無法脫離其它設備而單獨完成任務。同時這些設備的任何一個動作還受地質條件的限制。一個標準的綜采工作面一般要由200-300臺設備構成，核心設備有采煤機、刮板運輸機、液壓支架、轉載機、破碎機和皮帶運輸機，其中僅液壓支架就有100-250架之多。不熟練的工作人員，人工操作都非常困難，實現自動化的難度可想而知。通過研究，發現要想實現綜采工作面的自動化運行，必須對綜采工作面的設備有一個重新的認識和定位，必須打破原有的在人工操作基礎上以單機為控制目標的傳統思路，打破設備生產廠家的界限、打破設備功能的界限、破除單機智能化的傳統研究思路，從工作面整體采煤的思路來看待每一臺設備。其實它們都僅僅是一個大機器的一部件而已，所有的工作和動作多是為完成一個任務----采煤，都應在一控制中心的統一

協調控制下工作。2無人自動化工作面系統

從工作面整體自動化的角度，把綜采工作面的設備分為三大類：生產設備、輔助設備、工作面控制中心：其中生產設備包括“主要采煤設備、轉載運輸設備”；輔助設備包括“動力中心、泵站”等；控制中心是自動化工作面的中樞神經，包括工作面整體操作平臺、主采機組機控制站、轉載運輸控制站、視頻監測中心、通訊調度中心等，如下圖所示。

2.1生產設備包括主要采煤設備、轉載運輸設備

（1）主要采煤設備是整個綜采工作面的核心設備，我們不妨把它稱作“主采機組”這里把工作面的三機“采煤機、運輸機、和工作面支架”看成是一個大型設備。由于這三種設備結構上相互連接、動作上互相制衡、位置上相互重疊。故從自動控制的角度來看是不可分割的一個整體，應把它當成一臺大型成套設備來看待，控制也應由一個控制中心統一指揮。操作人員可在順槽的操作列車上，對設備進行

運煤。如圖所示。

（2）轉載運輸設備包括轉載機、破碎機、皮帶機和超前支護設備，是綜采工作面的接續設備，主要完成煤炭的連續運輸工作。因其與主采設備無直接連接，并可單獨運動，所以可做為接續設備在控制中心與主采機組進行連鎖控制，實現順煤流起車、逆煤流留停車和緊急停車等功能。超前支護設備雖然也是靠液壓進行行走控制，但控制過程和方式與工作面支架不盡相同，而且可以獨立于工作面支架而單獨行動。它的主要防護對象也是轉載機和破碎機等，所以也把它做為轉載運輸設備的一部分來處理，轉載運輸設備與主采機組通過工作面控制中心進行連鎖控制。

2.2輔助設備

輔助設備一般是指設備到車上的所有動力保障設備。輔助設備包括動力中心、泵站、清水站等。動力中心是為整個工作面所有設備提供電力，控制中心可通過網絡對其任何一個動作進行控制，并可讀取

每一路線的所有電氣參數及開關狀態。泵站是液壓支架的動力源，可通過控制中心進行集中控制，完成自動配液、軟化處理、壓力檢測、水位控制、泵組開停及各種保護。

2.3工作面控制中心

工作面控制中心是綜采工作面由機械化向自動化過度的關鍵設備，包括主采機組機控制站、轉載運輸控制站、視頻監測系統、工作面整體操作平臺等。

（1）主采機組機控制站：主要是負責直接采煤設備的控制，把采煤機、刮板機、工作面支架這三大組成部分當成一個整體設備進行控制。它可完成采煤工作的各采煤工藝的控制。取代智能采煤機中的智能化部分，如：記憶切割、煤巖分界識別等特殊功能。使采煤回歸到原來的基本功能，主要完成牽引行走、割煤、噴霧和參數采集等功能。而計算量較大的智能控制功能，上交到主采機組控制站，由控制站結合運輸機、支架的工作狀況及具體位置，同時要結合當時的地質條件和瓦斯的變化情況進行協調控制。同時也取代了電液控制系統的部分高端控制要求：如。在主采機組控制站，可選擇“遠程”單體和“遠程”自動操作，在“遠程”單體模式下，用戶可通過自動化集控計算機畫面的手動控制按鈕，實現支架控制系統的單架單功能控制、單步操作、手動成組操作，如支架立柱升、降；移架、推溜、側護板伸；底調、平衡、支架小循環自動控制；成組支架降、移、升工作循環自動控制（成組自動控制，包括：成組自動推溜、成組自動降—移—升、成組自動支架前端輔助采煤機噴霧、成組自動移架噴霧）；在遠程自動模式下，液壓支架會跟隨采煤機的運行而進行相應的移架、自動推溜操作、自動降---移---升、自動支架前端輔助采煤機噴霧。根據電液控制系統采集的工作面的各種參數，可在主采機組控制站的計算機上設置相關自動追機拉架、設定控制支架的推移步距、斜切進刀、調斜等工藝過程的參數調整和命令發布；在主采機控制中心的計算機上具有對支架控制系統的故障診斷、顯示和報警功能。使電液控制系統回歸到原始的執行機構的作用上，同時可保留一些常規操作。支架電液控制系統有“就地”和“遠程”控制，在“就地”模式下，可實現單臺支架降、移、升工作，就地手動具有最高的優先權，就地手動時可以屏蔽掉遠程控制命令。運輸機的在線監測本來也是一個無實際應用作用的中間功能，也歸入到主機控制中心。同時可對運輸機進行自動調鏈和張緊的控制，還可引入變頻驅動技術，實現自動力矩平衡控制。這樣可使系統更加簡單，同時監測到的數據還可直接用于主采機組的保護和控制。除上述主控功能外，主采機控制站還應具備視頻采集控制和控制切換功能。使工作面的視頻信號隨采煤機的運動分屏地投射到控制中心，以便于操作人員觀察現場情況。

（2）轉載運輸控制站：主要負責轉載機、破碎機、皮帶機和超前支護支架的連鎖和協調控制。并在工作面控制中心的協調下跟隨主采機組的推進自動移動。同時采集所有設備的工作參數和超前支護的頂板參數。

（3）視頻監測系統：主要完成工作面設備及順槽設備的主要監控工作。根據需要分屏地反映到工作面操作平臺上，供操作人員分析

使用。要完成綜采設備由人工跟機控制到控制中心集中控制的轉變，必須解決工作面的可視化問題。這里要解決的重點問題有視頻的傳輸問題和攝像頭的防塵問題。由于采煤機移動工作的特點，采用移動無線視頻比較好。要使整個工作面達到無線網絡全覆蓋，然后在液壓支架和采煤機上安裝攝像頭，并可根據采煤機的位置控制攝像頭交替工作，自動跟蹤采煤機行走，以保證最佳的視頻效果。防塵也是必須解決的關鍵問題之一。

（4）工作面整體操作平臺：是整個綜采工作面的所有設備進行集中控制的平臺。它可控制整個綜采工作面所有設備，同時負責與地面調度進行信息聯絡，地面調度中心可能過光纖網絡監視工作面的所有設備工作狀態和各種參數。同時可進行視頻監視和電話指揮，必要時可在地面對設備進行人工干預，以便處理緊急事故。3自動化綜采工作面的特點

（1）打破了綜采工作面以機械設備為主的工作模式。目前所謂“自動化工作面”的研究均是在傳統的“人工操作模式”下以某種機械設備為主進行擴展，其中一種方法是以電液控制系統為基礎，采集采煤機的信息，以此擴展到工作面其他設備的控制；一種方法是以采煤機的智能化為基礎再與電液控制控制系統相連進行自動控制。綜采工作面是一個多設備、多系統相互融合和的復雜系統，設備與設備之間的動作相互交織，還要考慮地質條件變化等因素的影響。單一設備的控制系統從運算能力上其實是達不到的，只能是設備之間互相通信和聯絡，再通過各自的控制系統決策控制，這不僅影響了指令的執行

時間，也容易出現邏輯錯誤。更何況機械設備廠家其技術特點都是以機械為主，自控的技術力量一般都不高，設備之間還存在相互競爭的因素，想達到協調一致的控制是不可能的。所以要想使整個工作面達到“自動化采煤”的目的，必須打破以機械設備為中心的“機械化采煤”的工作方式。

（2）打破了以設備生產廠家為單元的獨立控制思路。要實現自動化采煤，必須達到多設備協調統一的控制，打破生產廠家的壁壘。這樣既可以提高工作面的整體性，又可以降低對單體設備控制的技術要求。因為，對于單體設備來說，智能化水平再高，也無法解決工作面所有設備的協調工作，對工作面的自動化運行不會有任何影響。（3）確立了以自動化技術為主導的“主采機組”的整體控制方案。由于綜采工作面的復雜性，必須把工作面相互連接的所有設備看成一個大型的可行走的采煤機組。其中的采煤機、支架、刮板機不論設備的體積有多大、數量有多多、功能有多強都是主采機組的一個部件，任何一個動作都要在協調其他部件、同時考慮工作面環境變化的情況下執行。4達到的效果

通過自動化控制系統控制，可實現四級監控，三級控制：（1）可在地面調度室監控工作面所有設備的工作過程、工作狀態和相關數據。通過視頻觀擦采煤機行走、割煤、搖臂調高臥底的動作過程；觀察液壓支架的升---降---移的工作過程、轉載運輸設備、超前支護設備的工作和移動過程。并可進行語音通話，實施語言指揮；

在特殊緊急情況下，還可以直接干預停機。下圖為無人工作面的三機聯動工作示意圖。

（2）可在順槽設備列車上（工作面控制中心）進行“遠程自動控制”和“遠程手動控制”。“遠程自動控制”就是在工作面條件允許的情況下實現全自動采煤，采煤機可實現記憶切割，根據示范刀切割數據進行自動巡航、調高、臥底、加速和減速；實現斜切進刀、磨三角等功能。支架可以實現跟機拉架、調斜、成組拉架等動作。“遠程手動控制”就是在工作面地質條件不好的情況下，在控制中心的計算機上通過視頻觀察對單體設備進行點動控制，下圖為采煤機記憶切割示意圖。

（3）在遠程操作出現問題是，工作人員還可以拿手持遙控器在可視范圍內進行人工操作。

（4）除了上述自動化的工作之外，采煤機和支架還保留各自的本機操作功能，在特殊情況需要人員現場處理時，工人可在機器旁進行單機、單功能操作。5結論

隨著采礦科技水平的提高,現代化礦井利用自動化科學技術，實現工作面無人或少人作業，已成為未來煤礦發展的方向和趨勢。古書院礦自動化無人綜采工作面應用，節省了大量的人力資源，大大降低

了員工的勞動強度，提高礦井信息化管理水平，確保礦井安全生產。

參考文獻：

【1】 王峰.綜采無人工作面的自動化開采技術研究與應用.工礦自動化，2015 【2】 黃曾華.綜采工作面自動化控制技術的應用現狀和發展方向.工礦自動化，2013

作者簡介：

####（1987—），男，2009年7月畢業于中北大學機械設計制造及其自動化專業，現任晉煤集團古書院礦綜采一隊副隊長。