中圖分類號：TD326        文獻標識碼：A

 1 目的及意義

      塔山礦井1070皮帶大巷沿3#~5#合并層下部留頂煤掘進該煤層為特厚煤層，煤厚1.63m~29.21m，平均為15.72m。煤層受巖漿巖的影響，造成上部出現一層2m~4m的硅化變質煤帶，給掘進及回采管理帶來不利影響。沿特厚煤層掘進巷道在同煤集團公司尚屬首次，根據盤道回風聯絡大巷的掘進情況，巷道頂板易脫落，片幫煤較嚴重煤層的構造復雜。從技術角度來看，一是不能準確掌握巷道頂板活動規(guī)律，二是不能準確掌握支護方式狀況，從而無法選擇科學、合理經濟、有效的支護方式，只憑經驗，使得巷道之間出現離層、漏頂、下沉、片幫、底鼓等現象，安全隱患極大。由山東省科技大學智能工程研究所與山東省泰安使尤洛卡自動化儀表有限公司共同研制的巷道頂板壓力智能監(jiān)測及報警系統(tǒng)，不僅可以測量巷道頂板下沉速度和下沉量，繪制下沉頂板曲線圖，還可以測出巷道圍巖揭露后支護前后的應力分布狀況，分析支護效果，另外，該系統(tǒng)兼有報警功能，能根據設置的報警值，及時改變掘進及支護手段。

2、系統(tǒng)的技術路線及主要技術特征

2.1  技術路線

      該監(jiān)測系統(tǒng)包括兩個方面的內容，一是頂板壓力智能監(jiān)測報警系統(tǒng)，二是錨桿應力容耦合測量技術，非接觸測量，具有很強的防水和抗干擾能力，適應井下環(huán)境使用。我們在巷道頂板安裝兩類傳感器，并通過線路傳感器數據收集到監(jiān)測分站，然后由人工攜帶采集器將井下監(jiān)測分站的數據采集到地面（監(jiān)測數據具有后備保護功能，短電或換電池時不會丟失已采集儲存的數據，采集周期為1d-7d），通過適配器輸入到微機中，對數據加以整理，得出頂板下沉數值及錨桿應力分布數值，并繪制出下沉曲線圖，再經分析，得出頂板活動規(guī)律，指導掘進支護作業(yè)。

2.2主要技術指標

  （1）傳感器（KBJ-S）傳感器分辯率為±0.01mm；測量范圍為0m~15m；傳感器量程為160mm；傳感器測量點數為2；電源為分站提供，5v，1.5mA；防爆形式為本安EXIBL。

  （2）監(jiān)測分機（KBJ-M）。通道數為1-4；顯示分辨率為0.1mm；通訊方式為RS-485接口1200BPS，（紅外無線）2400BPS，顯示為LCD20★4EL背光；電源為DC6V；防爆形式為本安EXIBL。

  （3）錨桿應力傳感器（MLS-200）。量程為0kN-250kN；精度為2.5%；電源為DC5V。

  （4）測力錨桿（CM-1）。檢測點數為5點；量程為0kN-250kN；精度為2.5%，DC5。

  （5）監(jiān)測分機（KBJ-60111-1J）。通道數為1-4；記錄周期為10min~240min；顯示方式為LCD20★4；防爆形式為EXIBL，本質安全型；電源為DC6。$Page_Split$

 

3實施方案

      塔山礦井1070皮帶大巷全長2400m，反掘970m煤巷 與主平峒巖巷貫通。該巷是塔山礦井所掘第一條煤層大巷，為了掌握巷道圍巖和煤層的活動規(guī)律，在掘進時安裝使用系統(tǒng)比較合適。

3.1地質條件

    3^#~5^#煤層 在一、二盤曲內穩(wěn)定可采，是合并層，厚度1.63m-29.21m，平均為15.72m巖漿巖破壞后，煤層一般可采厚度變?yōu)槠骄?/span>9.65m。煤層含夾矸6~11層，層厚一般為0.2m~3m，最大0.6m，平均總厚2m，夾矸巖性多為中硬以下的砂質、高領質、碳質泥巖，含矸率2%~33%，疲倦為14%，灰分較高，煤層硬度中等以下。區(qū)內煤層瓦斯含量低，發(fā)火期6~12個月，地質構造簡單，煤層傾角多在5°以內。

3.2安排時間

      1070皮帶大巷線路較長，可實現階段性及周期性監(jiān)測兩個目標，通過監(jiān)測系統(tǒng)隨工作面的不斷推進而繼續(xù)，得出監(jiān)測資料，可隨時做出掘進作業(yè)及支護方式的調整。巷道全部掘進后，將全過程的監(jiān)測數據整理分析，可以得出周期性的結論。

3.4主要監(jiān)測項目

    （1）巷道頂板的下沉速度及下沉量。

    （2）當頂板下沉量達到設定數值時，自動報警。

    （3）通過對頂板下沉數值的收集，繪制出巷道頂板下沉曲線圖。

    （4）通過測力錨桿，測量巖層內部不同深度對錨桿的作用力。

    （5）安裝錨桿應力傳感器，測量錨桿端部軸向力。

3.5主要監(jiān)測項目

      頂板離層監(jiān)測報警及錨桿及應力監(jiān)測系統(tǒng)由傳感器、采集器、適配器、微機組成。

                表1系統(tǒng)投資估算

序號	名稱	型號	單位	配置	單位/元	備注
1	監(jiān)測分機（帶報警）	KBJ-M	臺	10	6000	帶一組電池
2	傳感器	KBJ-S	臺	40	1100	兩測點
3	數據采集器	KBJ-60□-2	臺	2	4000	頂板
4	通訊適配器	KBJ-60-3□	臺	1	3500
5	本安電源	KBH-1	臺	2	3500
6	信號電源		m	1800	3
7	數據處理系統(tǒng)		套	1	25000
8	監(jiān)測分機	KBJ-60□-U	臺	10	7200	帶一組電池
9	應力傳感器	MLS-200	臺	30	650
10	測力錨桿	CM-1	根	10	950
11	數據采集器	KBJ-60□-U	臺	2	4000	錨桿
總算					253500

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