煤礦頂板管理中礦壓監(jiān)測的作用及應(yīng)用

穆 晨，阿孜彼德·卡馬爾，比拉力·玉山江

（新汶礦業(yè)集團(tuán)（伊犁）能源開發(fā)有限責(zé)任公司一礦，新疆 伊寧 835300）

在煤礦開采中做好煤礦頂板管理工作，并加強(qiáng)對礦壓監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，一方面可以提高煤礦開采作業(yè)的安全性，讓開采工作可以有條不紊地進(jìn)行下去，呈現(xiàn)出理想化的施工效果[1]；另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦開采過程的有效管理，讓安全隱患問題能夠被及時(shí)地發(fā)現(xiàn)，及時(shí)地進(jìn)行煤礦頂板管理調(diào)整，保證施工全過程的科學(xué)性和合理性，以此降低安全事故的爆發(fā)概率，順利地完成煤礦開采任務(wù)，為企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益[2]。由此可見，對煤礦頂板管理中礦壓監(jiān)測的作用及應(yīng)用進(jìn)行探究是十分必要的，具體策略綜述如下。

1 煤礦頂板管理中礦壓監(jiān)測的作用分析

1.1 實(shí)現(xiàn)煤礦頂板動態(tài)變化礦壓監(jiān)測

在傳統(tǒng)化的煤礦開采作業(yè)模式當(dāng)中，因監(jiān)測不合理等問題而導(dǎo)致的安全事故的爆發(fā)概率較大，且極容易造成人員傷亡，這對于我國煤礦開采領(lǐng)域的作業(yè)發(fā)展而言十分不利。另外，在監(jiān)測技術(shù)水平不夠高的情況下，礦井下巷道兩側(cè)頂板變形極容易對煤礦開采造成較大的阻礙，導(dǎo)致一系列負(fù)面問題的出現(xiàn)，造成嚴(yán)重的安全事故問題發(fā)生[3]。因此，在新時(shí)期，企業(yè)需要及時(shí)地提高對礦壓監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的重視，通過提高監(jiān)測技術(shù)水平和引入新型設(shè)備的方式，讓煤礦頂板管理能夠得到更為可靠的助力，提高煤礦開采全過程的安全性，讓企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的獲取能夠得到保證，一線作業(yè)人員的人身安全也能夠得到高強(qiáng)度的保護(hù)，有效地避免安全事故問題的發(fā)生[4]。在礦壓監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用下煤礦頂板管理水平實(shí)現(xiàn)了大幅度的提高，煤礦開采的安全性和可靠性也得到了有效的提升，創(chuàng)造出了一系列的良性影響力，充分地體現(xiàn)出了礦壓監(jiān)測技術(shù)在煤礦頂板管理中的動態(tài)化礦壓監(jiān)測作用，為煤礦開采領(lǐng)域的發(fā)展提供了源源不斷的可靠支持力量[5]。經(jīng)過分析與整合，本文將從以下幾個(gè)方面入手對此展開研究：第一，在進(jìn)行礦壓監(jiān)測時(shí)會使用到數(shù)顯收斂儀監(jiān)測設(shè)備，該設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能已經(jīng)基本走向成熟化，在煤礦開采中實(shí)現(xiàn)廣泛化應(yīng)用能夠更好地進(jìn)行開采過程中巷道兩幫變化數(shù)據(jù)的獲取，并保證這一過程的足夠高效和便捷，讓煤礦開采和礦壓監(jiān)測能夠呈現(xiàn)出同步化的狀態(tài)，實(shí)時(shí)傳輸煤礦下的煤礦頂板實(shí)際情況信息，使工作人員能夠以此作為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的分析，在短時(shí)間內(nèi)獲得準(zhǔn)確的判斷，及時(shí)地根據(jù)巖層位移變化情況對煤礦開采做出相應(yīng)的調(diào)整，采取針對性的煤礦頂板管理措施，讓煤礦開采作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性都能夠得到保證，以此實(shí)現(xiàn)煤礦頂板管理中礦壓監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的有效性[6]。第二，在煤礦頂板管理中礦壓監(jiān)測大多以布置位移觀測的方式開展，能夠更好地加強(qiáng)對煤礦頂板的監(jiān)測力度，讓礦壓監(jiān)測工作更具方向性和目標(biāo)性，獲取高度精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，以此作為基礎(chǔ)更好地確定煤礦頂板變形位置，制定針對性的解決方案，削弱煤礦頂板變形對煤礦開采的危害性，為后續(xù)煤礦開采施工工作的進(jìn)行創(chuàng)造有利條件。

1.2 實(shí)現(xiàn)對液壓支架初撐力、工作阻力的有效監(jiān)測

在對以往煤礦開采中煤礦頂板事故案例的分析中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致煤礦頂板事故發(fā)生的多數(shù)原因都在于液壓支架初撐力無法滿足既定的標(biāo)準(zhǔn)和要求，進(jìn)而導(dǎo)致煤礦頂板的穩(wěn)定性和可靠性缺失，帶來了較大的安全問題，不僅不利于煤礦開采工作的順利推進(jìn)，還嚴(yán)重地威脅到了一線工作人員的人身安全[7]。

如果企業(yè)無法做到對煤礦頂板的有效管理，降低安全事故的發(fā)生概率，將會引發(fā)較大的負(fù)面社會輿論，為煤礦開采領(lǐng)域的發(fā)展帶來新的阻力，對于企業(yè)本身的發(fā)展而言也十分不利。所以，在新時(shí)期煤礦開采企業(yè)對于煤礦頂板管理更為看重，礦壓監(jiān)測也自然而然成為多數(shù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)的聚焦點(diǎn)，將礦壓監(jiān)測有效地應(yīng)用到煤礦頂板管理當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對液壓支架初撐力、工作阻力的有效監(jiān)測，獲得更為準(zhǔn)確的液壓支架初撐力數(shù)據(jù)信息，將其和煤礦開采既定標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行對比，找到其中的落差所在，并對這一落差進(jìn)行進(jìn)一步的分析，制定更為健全和具有針對性的礦壓監(jiān)測方案，能夠有效地提高液壓支架初撐力，讓其始終維持在標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)范圍內(nèi)，更好地保證煤礦開采工作的推進(jìn)，并在隱患問題出現(xiàn)后及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)制訂計(jì)劃解決，規(guī)避因隱患長時(shí)間存在且不斷擴(kuò)大而導(dǎo)致安全事故問題的出現(xiàn)，讓一線工作人員的人身安全得到最大化的保護(hù)，可見礦壓監(jiān)測在煤礦頂板管理中的重要作用[8]。

1.3 回采工作面實(shí)現(xiàn)超前支撐壓力監(jiān)測效果

礦壓監(jiān)測期間，使用超前支撐壓力進(jìn)行檢測屬于一項(xiàng)重要工作程序，會直接對巷道的掘進(jìn)起到安全的效果，針對回采工作面監(jiān)測超前支撐產(chǎn)生的壓力，需要憑借鉆孔應(yīng)力計(jì)來提高最終監(jiān)測的精確度，安裝鉆孔應(yīng)力計(jì)期間，需要按照實(shí)際工作需求，選用合適位置加以安裝，以此保證最終應(yīng)用效果得以最大限度呈現(xiàn)出來，為使監(jiān)測工作具有安全性，需要在安裝鉆孔應(yīng)力計(jì)期間，在回采工作面距離煤壁的20m 處，能實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)測效果，明確好位置后，就能確立其準(zhǔn)確的方位，如果其出現(xiàn)超前的支撐壓力現(xiàn)象，能用此方式有效地解決此類問題[9]。

2 煤礦頂板管理中礦壓監(jiān)測的有效應(yīng)用措施

2.1 測點(diǎn)布置上礦壓監(jiān)測的有效應(yīng)用

在煤礦頂板管理中測點(diǎn)布置是十分重要的一個(gè)構(gòu)成部分，更是準(zhǔn)確數(shù)據(jù)信息獲取的前提所在，如果測點(diǎn)布置存在問題，則后續(xù)煤礦頂板管理工作的開展必然會受到較大的影響，產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性偏差，造成一系列的負(fù)面問題的出現(xiàn)。因此，為了保證煤礦開采中煤礦頂板管理的有效性，監(jiān)測工作人員還需對測點(diǎn)的布置重視起來，合理應(yīng)用礦壓監(jiān)測技術(shù)，做出更為準(zhǔn)確的判斷，進(jìn)行科學(xué)化的測點(diǎn)布置，獲得高度精準(zhǔn)的煤礦頂板動態(tài)化活動數(shù)據(jù)信息，讓煤礦頂板管理中礦壓監(jiān)測的應(yīng)用效果能夠得到有效的提升，更好地為煤礦開采作業(yè)服務(wù)，保證作業(yè)全過程的安全性和有效性[10]。以下將對測點(diǎn)布置上礦壓監(jiān)測有效應(yīng)用的措施展開幾點(diǎn)研究：首先，在確定測點(diǎn)時(shí)，工作人員還需做好針對性的勘查工作，了解當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，獲取多種數(shù)據(jù)信息，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合化的衡量和分析，以此保證監(jiān)測線選擇的正確性，為測點(diǎn)布置的準(zhǔn)確性打下良好的基礎(chǔ)。其次，我國幅員遼闊，不同地區(qū)的礦區(qū)類型也各不相同，部分礦區(qū)的區(qū)域范圍較大，且整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜性較強(qiáng)，在這樣的情況下想要確定監(jiān)測線，進(jìn)行有效的測點(diǎn)布置，就必須加強(qiáng)對礦壓監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)保證監(jiān)測工作人員具備足夠高的專業(yè)水平和足夠豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行不同測點(diǎn)的距離計(jì)算和分析，實(shí)現(xiàn)對測點(diǎn)距離的有效控制，讓測點(diǎn)布置正確性能夠得到有效的提升，保證煤礦頂板管理的有效性，以此實(shí)現(xiàn)礦壓監(jiān)測技術(shù)在其中的有效應(yīng)用[11]。最后，在煤礦頂板管理中礦壓監(jiān)測的應(yīng)用有著諸多的功能優(yōu)勢，在實(shí)現(xiàn)對煤礦頂板的連續(xù)性檢測的同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的快速存儲和自動化保存，將整個(gè)煤礦開采作業(yè)過程中煤礦頂板的變化數(shù)據(jù)信息都傳輸?shù)叫畔?shù)據(jù)庫當(dāng)中，做到有效的采集、分析和存儲處理，以此保證后續(xù)工作中對這些數(shù)據(jù)的調(diào)取和應(yīng)用需求能夠得到滿足，將其錄入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，為后續(xù)煤礦開采工作的進(jìn)行提供指導(dǎo)性的支持，保證煤礦開采作業(yè)安全水平能夠得到有效的提升，幫助企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益[12]。

2.2 監(jiān)測方法選擇和礦壓監(jiān)測的有效應(yīng)用

隨著煤礦開采領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，相關(guān)礦壓監(jiān)測方式和方法也越來越多，為煤礦頂板管理提供了更多的選擇機(jī)會。不過在進(jìn)行監(jiān)測方式和方法的選擇時(shí)，企業(yè)還需注意充分地考慮不同監(jiān)測方式和方法的不同質(zhì)性，明確不同的監(jiān)測方式應(yīng)用下所呈現(xiàn)出的監(jiān)測效果也必然存在差異性，以煤礦開采本身的工作需要作為中心進(jìn)行監(jiān)測方法的合理化選擇，以此保證最終呈現(xiàn)出的監(jiān)測效果能夠達(dá)到理想化的標(biāo)準(zhǔn)。首先，為了保證煤礦開采作業(yè)的安全性，需要進(jìn)行二十四小時(shí)的煤礦頂板變化情況動態(tài)化監(jiān)測，還需要傳感器作為支持。而在進(jìn)行傳感器的選擇時(shí)，工作人員還需保證傳感器的選擇和礦壓監(jiān)測方法選擇之間的匹配性，緊跟時(shí)代的發(fā)展步伐，加強(qiáng)對智能化礦壓監(jiān)測方法的應(yīng)用，同時(shí)也優(yōu)先選擇智能礦壓監(jiān)測傳感器，以此保證數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)傳輸，讓礦壓監(jiān)測在煤礦頂板管理中的應(yīng)用水平能夠得到有效的提升[13]。其次，液壓支架初撐力、工作阻力等方面的監(jiān)測是煤礦頂板管理中礦壓監(jiān)測應(yīng)用的核心點(diǎn)，企業(yè)在選擇監(jiān)測方法時(shí)還需對此重視起來，合理地選擇單體支柱測壓儀設(shè)備，并加強(qiáng)對單體支柱測壓儀監(jiān)測方法的應(yīng)用，由專門的工作人員做好全過程的記錄工作，以保證相關(guān)數(shù)據(jù)的絕對真實(shí)有效，讓煤礦開采的效率性和安全性都能夠得到有效的提升。

2.3 數(shù)據(jù)分析上礦壓監(jiān)測的有效應(yīng)用

煤礦頂板管理水平和礦壓監(jiān)測的應(yīng)用有著十分緊密的關(guān)系，在進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段后，煤礦開采需求大幅提升，煤礦開采的復(fù)雜性也越來越高，如若后期要提供大量有效數(shù)據(jù)信息，分析人員應(yīng)憑借新興數(shù)據(jù)分析軟件把最終分析出的數(shù)據(jù)結(jié)果反饋到有關(guān)部門，如需確立其工作阻力和初撐力等內(nèi)容，可憑借《支護(hù)質(zhì)量檢測表》，通過對比研究就能對阻力和支撐力進(jìn)行有效調(diào)整，給出科學(xué)的指標(biāo)，在這樣的情況下只有做好煤礦頂板管理工作才能夠更好地提高煤礦開采的安全性，讓煤礦開采需求能夠得到滿足，創(chuàng)造出一系列的經(jīng)濟(jì)效益。而想要實(shí)現(xiàn)煤礦頂板管理的有效性，就離不開礦壓監(jiān)測，企業(yè)還需借助礦壓監(jiān)測技術(shù)實(shí)現(xiàn)對煤礦開采全過程中煤礦頂板變化情況的有效監(jiān)測，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)叫畔熘?，在?shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)進(jìn)一步應(yīng)用礦壓監(jiān)測技術(shù)提取出更多可靠的信息數(shù)據(jù)，由相關(guān)工作人員將其反饋給上級部門，為煤礦開采施工方案的制定和決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持。此外，隨著煤礦開采需求的增加，煤礦頂板管理中的礦壓監(jiān)測工作量也隨之大幅提升，在這樣的情況下企業(yè)還需做到緊跟時(shí)代的發(fā)展步伐，加強(qiáng)對新型數(shù)據(jù)分析軟件的應(yīng)用，以此提高相關(guān)數(shù)據(jù)信息的分析處理速度和準(zhǔn)確性，讓其中的液壓支架初撐力、工作阻力等有關(guān)數(shù)據(jù)信息都能夠在更短的時(shí)間內(nèi)被確定，根據(jù)規(guī)范要求對液壓支架初撐力、工作阻力進(jìn)行實(shí)際調(diào)整，使相關(guān)參數(shù)信息能夠被及時(shí)的調(diào)整到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)上，更好地支持煤礦開采作業(yè)。最后，如果在進(jìn)行礦壓監(jiān)測時(shí)發(fā)現(xiàn)煤礦頂板的相關(guān)數(shù)值超過了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，則還需注意及時(shí)地進(jìn)行單體支柱的重新確定，同時(shí)應(yīng)在對礦壓進(jìn)行檢測期間，需要監(jiān)測和記錄好頂板淋水、瓦斯、煤壁片產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，如若產(chǎn)生威脅到安全生產(chǎn)的現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行上報(bào)處理，應(yīng)使回采階段的移架、支架初支撐力所涉及的加壓符合要求，應(yīng)使圍巖變形之后的巷道斷面符合實(shí)際生產(chǎn)和通風(fēng)要求，針對不符合要求的應(yīng)做刷幫挖幫底工作，以此保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行有效的煤礦頂板管理，提高礦壓監(jiān)測在煤礦頂板管理中的應(yīng)用效果。此外，從回采工作面來壓的步距和周期來壓的強(qiáng)度等數(shù)據(jù)分析工作面頂板運(yùn)動規(guī)律，對煤柱寬度、支架選型等進(jìn)行優(yōu)化；對頂板壓力進(jìn)行分析，可以幫助確定礦壓顯現(xiàn)的嚴(yán)重程度和區(qū)域，及時(shí)采取合理的支護(hù)措施，避免采空區(qū)大面積片幫冒頂?shù)仁鹿实陌l(fā)生；通過監(jiān)測和分析礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，及時(shí)了解頂板來壓情況，分析頂板運(yùn)動規(guī)律，進(jìn)而對巷道支護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化；根據(jù)頂板來壓規(guī)律和煤柱寬度、支架選型等參數(shù)，對工作面開采順序及支護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化；通過礦壓監(jiān)測數(shù)據(jù)分析礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，為制定頂板管理措施提供參考依據(jù)。

3 結(jié)語

綜上所述，煤礦頂板管理中礦壓監(jiān)測的應(yīng)用有著極大的作用，能夠創(chuàng)造出諸多的良性影響力，對于企業(yè)核心競爭力的提升和整個(gè)煤礦開采行業(yè)的發(fā)展都十分有利。因此，煤礦開采企業(yè)還需對礦壓監(jiān)測技術(shù)在煤礦頂板管理中的應(yīng)用起到高度的重視，從多個(gè)方面和角度著手進(jìn)行礦壓監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)化研究，并結(jié)合煤礦開采的實(shí)際需求進(jìn)行礦壓監(jiān)測應(yīng)用計(jì)劃的合理化制定，有效地提高煤礦頂板管理的質(zhì)量水平，讓煤礦開采企業(yè)能夠獲得更多的良性效益，保證煤礦開采全過程的安全性，呈現(xiàn)出一系列的優(yōu)質(zhì)成果。