关于采用KJ216煤矿顶板动态监测系统预测周期来压和瓦斯涌出的研究

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【摘 要】 珲春矿业集团八连城煤矿31901工作面通过采用kj216煤矿顶板动态监测系统，现场研究了综采支架压力与采场瓦斯涌出变化之间的关系，介绍了KJ216在线液压传送系统的安装与使用，分析了周期来压与采场瓦斯涌出的的内在联系，准确预报周期来压的到来，积极采取措施，从而大大减小瓦斯带来的灾害。

【关键词】 周期来压 瓦斯 液压系统传送

1 地质概况

八连城31901工作面煤厚2.1m～4.5m，平均厚度3.5m。煤层倾角2°～6°，平均4°。绝对瓦斯涌出量17.4m3/min。伪顶0.3m粉砂质泥岩，直接顶12.0m粗砂岩，老顶0.9m泥岩。煤层硬度f2～3（如表1）。

一般情况下，采场瓦斯涌出包括3部分，煤壁瓦斯涌出，落煤瓦斯涌出及采空区瓦斯涌出。对于煤壁瓦斯涌出，当采煤机不断割煤，新鲜煤壁不断暴露，瓦斯就沿着煤层的破坏裂隙向工作面涌出。采煤机落煤，把煤粉碎成各种块粒状煤，提高了煤的瓦斯解析强度，导致瓦斯涌出量增加。采空区瓦斯由采空区落煤、围岩顶板裂隙和邻近煤层涌出的瓦斯构成。

2 KJ216在线液压传送系统的应用原理

（1）系统概述。综采支架工作阻力监测系统用于煤矿综采工作面的支护工作阻力在线监测。系统现场总线采用标准RS485数据总线，总线可连接64台压力监测分站，压力监测分站可现场实时显示支架工作阻力、最大工作阻力。本安型分站控制巡测下位压力监测分站，通讯分站的数据发送到上位监测主站。（2）系统结构与组成。31901工作面综采支架工作阻力监测系统采用配套KDW28型隔爆兼本安电源供电。每台供电电源可负载一台本安型分站和8台压力监测分站，以下为传送路线，监控分站1号通讯分站通讯主站光端机光纤环网地面电脑系统软件矿井局域网。

3 周期来压与采场瓦斯涌出量的监测

（1）监测方法。31901工作面共有64个综采液压支架，设置了8个测站，间距平均分布，每个测站连接8个综采液压支架，分站的主机采用通道液压管和支架的支柱连接，主机与主机之间采用电源线连接，最后通过光纤与地面电脑连接。所观测的数据在线传送到八连城煤矿地面调度室、地面区队、地面技术科、地面总工程师室。技术人员可以随时观测和分析数据，把异常数据随时反馈到上级领导那里，进而有效指导生产。（2）监测结果分析。八连城煤矿采用KJ216在线液压传送系统共连续监测到6次周期来压。见图1。

从现场监测到的6次周期来压与工作面瓦斯浓度监测的关系分析可知，该矿31901工作面的周期来压约为5～7天左右，根据工作面推进速度推进（5.0m/d）计算，工作面周期来压步距大约为25m～30m。周期来压时顶板活动剧烈，有时有响声，工作面部分片帮，支架压力明显增大，瓦斯浓度稍有提高，瓦斯的浓度增幅不大，瓦斯浓度增大趋势时间略滞后于支架压力增大趋势时间。

通过1个月的观测，共发生6次周期来压，通过来压前后压力的变化，瓦斯浓度的变化，片帮深度对比，各项指标在周期来压前后有一定的变化。在观测第一个周期来压之后，我们通过分析数据，预测了第二次周期来压，第三次周期来压，第四到第六次周期来压，周期来压步距与实际误差仅为2m到3m。事实上，我们采用KJ216煤矿顶板监测系统，我们预测周期来压的准确程度大大的得到提高。在周期来压之前，我们采取了预防措施，检查好泵站到工作面的供液管路，工作面综采支架补足压力，全部伸好护帮板，区队长跟班作业，现场观测顶板与煤帮的压力变化，有漏液的液压支架随时修补。加大本煤层瓦斯抽放，增加本煤层底板瓦斯抽放，增大煤层瓦斯高位复抽，做好上尾巷瓦斯抽放工作，调节工作面通风风量，清除回风巷、入风巷、工作面障碍物，减小通风阻力，扩大工作面底板打眼覆盖面积，充分释放工作面瓦斯。在周期来压前后，加大瓦检员检查采煤工作面和上尾巷、回风巷的瓦斯检查力度，有情况随时向采煤施工队和调度汇报，做到有隐患及时处理。在周期来压前后，根据支架压力显现和瓦斯浓度的变化，适当放慢循环进度，使瓦斯得到充分释放，等到瓦斯浓度降到允许施工范围内，周期来压过去后，采煤工作面才步入正规循环。

4 周期来压外与瓦斯涌出量的关系

通过观测，瓦斯的涌出量在周期来压前后有较大的变化，平常瓦斯涌出量的变化幅度小，这与尾巷的冒落状况、顶底板岩性、顶板淋水情况，顶底板邻近煤层的赋存状态、采空区的影响、工作面的风流、循环进度的快慢、煤层瓦斯的抽放等各方面因素有一定的关系。虽然平常瓦斯的涌出量变化幅度不大，但不可疏忽。通过监测数据暴露出问题是，工作面有时有个别综采支架漏液，综采支架多数存在初撑力不足，综采支架没有顶靠工作面顶板。在综采支架都补足压力，同时加强在线液压传送系统的观测，探索出支架压力的变化与工作面瓦斯量涌出的变化之间内在更具体的联系，才能发挥出在线液压传送系统的更大效能。

参考文献：

[1]左文贵，易小华.等著软土地基处理过程监测效果检测对比分析.《矿治工程》，2006.

[2]综放工作面瓦斯治理技术探讨.《煤炭工程》，2005.

[3]李成伟著.《顶板采场瓦斯涌出周期来压的研究》.