矿山CT在极复杂突出煤层中的应用

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随着我国矿井开采深度的不断增加，矿山压力已成为制约我国矿山安全生产的主要灾害之一。矿压应力分布场的形式直接决定灾害的严重程度，灾害是以突然、急剧、猛烈的形式释放煤岩体变形能，引起煤与瓦斯突出等灾害，煤岩体被抛出，造成井下设备损坏、片帮冒顶、巷道堵塞、伤及人员等，并产生巨大的响声和岩体震动，震动时间从几秒到几十秒，喷出的煤岩从几吨到几百吨。我国绝大多数矿山的煤层与岩层都具有强烈或明显的冲击倾向。针对方山矿二1煤新井复杂的煤与瓦斯突出煤层条件，引用北京科技大学研发的应力在线监测系统（矿山ct）在11041工作面进行实时动态监测。探明回采工作面前方的应力分布状态，对其进行实时监测，提前进行预测预警，保障11041工作面的安全回采。

1矿井概况

方山矿二1煤新井地处禹州市方山镇境内，开采二1煤层，开采标高为+200m至-300m，井田南北长约3.3㎞，东西宽约1.2㎞，面积约4.0㎞2。煤层平均厚度4.03m，倾角13°-17°。矿井可采储量为1343Wt。二1煤层为煤与瓦斯突出煤层，矿井为煤与瓦斯突出矿井。设计生产能力为30万吨/年。

矿井为立井下山开拓，共有主、副、风井三个井筒，主副井进风，风井回风。下山采区由南向北依次布置轨道、回风、皮带三条下山，分两翼进行开采。矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式。

11041采面为矿井首采面，工作面沿走向、倾向均对应地表高山山脊的“前缘”位置，出露地层为平顶山砂岩，地面标高为+505～+570m，工作面标高为-19.63～+22.34m，埋深在524.63m～547.66m之间。煤系地层总体为单斜构造，沿走向局部略有起伏，走向近南北，倾向东，倾角10-18°。

2煤层赋存情况

（1）根据动力灾害防治专家知识编制的专用软件，能实时显示突出危险区及其危害程度，具有三级预警；

（2）具有预报顶板来压得分析功能；

（3）具有在地面监控室远程诊断每一个井下传感器工作状况的功能；

（4）具有输出突出危险性预警报表的功能。

应力在线监测系统能及时的对采面危险区域进行预测预警，对危险区采取相应措施，保证工作面的安全回采。应力在线系统具有以下特点：

直观性：该系统能及时直观发现应力异常位置。

连续性；该系统能够连续显示预警测点应力变化曲线，有效的弥补了钻屑无法实时监测、操作时的盲目性和危险性的缺点。

预警作用：该系统能够根据测点压力变化实施颜色转变，对测点压力达到极限值时，直观的反应出该位置的应力异常情况，及时预警。

定位准确：该系统实测得到侧向支撑压力的影响范围、峰值变化位置；能够实测得到覆岩活动的范围和强度。

4监测探头设计布置

5应用实例

矿山CT在线监测系统的安装应用实时监测工作面回采过程中应力变化，准确采集井下瓦斯动力现象，并对打钻点巷道状况进行监控，为打钻以及回采提供精确资料，为矿井的安全生产提供了可靠的依据。

对比27#、28#测点应力变化分析，随着工作面回采，深孔煤层应力测点（28#安装深度18m）应力逐渐上升，而浅孔应力测点（27#测点安装深度12m）应力呈下降趋势，因此判断随着工作面回采，风巷侧工作面的侧向支承压力分布峰值位置逐渐向煤体深部转移，其与煤壁距离大于12m。

6结语

该系统的安装应用，对11041采面的安全回采起到了重要作用，通过理论计算、数值模拟和现场监测的方法研究了工作面岩层运动规律，得到了采动应力场的分布特征。结合通风调度的瓦斯监控系统，将复合动力的各项指标结合到一起，准确的分析了采面瓦斯赋存情况、顶板周期性来压，与两者存在的关