放顶煤一次采全高工作面在线监测系统探析

崔沿军

（山西长治郊区三元南耀小常煤业有限公司，山西长治046000）

0 引 言

小常煤业有限公司30222#采煤工作面位于本矿302采区西北部，东起302采区皮带下山巷，西至井田保安煤柱边界，南与30221#已采工作面相隔7m保安煤柱，北与30223#已采工作面相隔7m保安煤柱。30222#采煤工作面运巷长1637m，风巷长1592m，可采长度1360m，工作面长162m，可采面积220320m2。工作面标高 450-530m，地面标高912.4-926.6m，开采的为3#PS煤，全层稳定，构造简单。煤层顶板：直接顶厚度为1.55m，泥岩，灰黑色，薄层状，页里发育；基本顶厚度为12.193m，砂岩，灰白色，中厚层状，均匀层理，主要成分以石英为主，暗色岩屑较多。煤层底板：直接底厚度为1.25m，上部灰色，细中粒砂岩为主，具小型交错层理；基本底厚度为4.55m，灰色，成分以石英为主，具波状层理及小型交错层理[1-3]。

1 工作面设备配置

30222#综采工作面成套设备主要由104组ZF5600/17/35D型中间液压支架、6组ZFG6500/20/35型过渡液压支架、一台MG300/730-WD2型采煤机、两部SGZ800/800型刮板输送机、一部SZZ900/250型转载机、一台PCM200型破碎机、一部DSJ120/65/2×160型胶带输送机、一部DTL120/65/2×200型胶带输送机及工作面供电、供液设备等组成，这些设备的正确选型及合理配套，是充分发挥设备生产效能，达到高产高效的前提[4-5]，工作面局部巷道布置及生产系统如图1所示。

图1 30222#工作面局部巷道布置及生产系统

2 矿压监测内容与方法

2.1 工作面矿压观测

30222#工作面布置的104组正规架均安装有矿压自动监测设备，综采队安排专职人员每日进行一次数据采集，将报表上交至生产科后，由生产科技术人员进行矿压监测、分析，并将监测结果及时向队组通报。

2.2 两巷超前维护区段单体柱初撑力观测

1）风、运两巷超前维护区段各配备两套SY60型矿用单体液压支柱阻力检测仪对单体柱初撑力进行观测，检测仪一用一备。

2）每日由综采队班组负责人对单体柱的初撑力进行随机观测抽检，风、运两巷超前维护区段各抽检单体柱数量不少于10颗，不得重复抽检单颗单体柱，并将原始观测记录形成报表交由生产科总结分析。

3）风、运两巷表面位移及顶板离层观测。测站布置，风、运两巷每隔50m设置一处顶板离层指示仪观测点。观测方法，采用DBY-3型顶板离层指示仪，由人工进行顶板离层观测。

4）风、运两巷巷道宽度和高度变化观测。测站布置，风、运两巷每隔50m设置一处巷道变形观测点。每周观测一次。观测方法，使用米尺测距。

3 顶板动态监测

3.1 周期来压管理

1）遇周期来压时必须加强工程质量管理及两巷超前支护管理。

2）根据所总结出的周期来压步距，认真做好来压时的顶板管理。

3）周期来压前必须保证两巷超前支护质量达规程要求，班长及验收员必须进行巡回检查，发现有不符合要求的支柱立即重新支设。

4）周期来压前两巷超前支护必须迎山有力，以防来压时摧垮支柱。

5）周期来压时两巷单体液压支柱初撑力必须达标。

6）周期来压时工作面支架必须完好，无漏液、窜液等现象，检修班加强检修必须保证每班安全正常运行。

3.2 顶板监测、记录、分析与处理

1）支架上安装的矿压自动监测系统由综采队支架检修工进行维护，保证系统工作正常。如有损坏应及时向队组机电负责人汇报，汇总后联系机电科进行修复、更换。

2）DBY-3型顶板离层指示仪和SY60型矿用单体液压支柱阻力检测仪等设备出现读数异常或设备损坏时，要及时通知生产科，进行离层仪补打或更换检测仪等工作。当DBY-3型顶板离层指示仪进入超前维护棚内或指示区域已架设维护棚时，离层仪已失去其指示作用，此时，应将离层仪管理牌及时摘除，并在台账上注释标明。

3）综采队每周五对两巷顶板离层及表面位移、两巷巷道变化情况观测一次。两巷超前100m范围内的离层仪班班观测，填写记录牌板，并将实测数据填写报表交至生产科总结分析。

4 防治瓦斯

4.1 瓦斯检查

工作面设瓦斯检查员巡回检查，每班检查3次。瓦斯检查点分别设在工作面进风流、上隅角、回风流。检查结果要及时填写在瓦斯检查牌板上，并及时向有关人员汇报。

4.2 瓦斯监测

加强对工作面瓦斯的监测，在距风巷回风联巷口10～15m、风巷中部、工作面（机尾回风 10m）、工作面机尾上隅角处安装安全监测系统的瓦斯传感器，甲烷传感器布置在巷道的上方，垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷帮不得小于200mm。瓦斯报警浓度0.8%、断电浓度1.2%、复电浓度不大于0.8%，断电范围为工作面及其风巷内的全部非本质安全型电气设备。监测系统由监控中心负责进行维护，确保系统的灵敏可靠。

当瓦斯超限或监控系统报警时，要按规定安排撤人，并及时查明原因，进行处理。加强瓦斯检查与监测。工作面配备专职瓦斯检查员，坚持经常性检查瓦斯，发现异常时及时处理。此外，采煤机司机、跟班电工、班组长以及跟班队干必须随身携带便携式瓦检仪。

5 监测系统

5.1 监测监控

1）在30222#运巷车场处安装一台型号为KJF16B型通用监控分站，配属KDW16A型矿用隔爆兼本安型不间断电源箱和KJF80.1型矿用本安监测站处理器，用于30222#运巷1#皮带输送机一氧化碳传感器、烟雾传感器及皮带机开停传感器的信号处理（传输及控制）。

2）在30222#运巷2#皮带输送机机头处安装一台型号为KJF16B型通用监控分站，配属KDW16A型矿用隔爆兼本安型不间断电源箱和KJF80.1型矿用本安监测站处理器，用于30222#运巷2#皮带输送机一氧化碳传感器、烟雾传感器及皮带机开停传感器的信号处理。

3）在30222#风巷正头无极绳绞车处安装一台型号为KJF16B的监控分站，用于30222#风巷各瓦斯传感器及一氧化碳、风速、温度等传感器的信号处理。

4）在电气列车上安装一台型号为KJF16B的监控分站，用于前刮板输送机、后刮板输送机、转载机及采煤机开停监测传感器的信号处理。

5.2 瓦斯传感器的设置

1）工作面机尾上隅角设置一台型号为：KJG16B型瓦斯传感器，监测瓦斯浓度范围为0～4%，悬挂传感器说明牌。传感器悬挂标准：离切顶线以外800mm，距巷顶不大于300mm，距巷道侧壁大于200mm且小于800mm。

2）工作面（机尾回风10m）设置一台型号为：KJG16B型瓦斯传感器，监测瓦斯浓度范围为0-4%，悬挂传感器说明牌。传感器悬挂标准：距巷顶不大于300mm，距巷道侧壁不小于200mm。

3）风巷中部设置一台型号为：KJG16B型瓦斯传感器，监测瓦斯浓度范围为0～4%，悬挂传感器说明牌。传感器悬挂标准：距巷顶不大于300mm，距巷道侧壁不小于200mm。

4）距风巷回风联巷口10～15m处设置一台型号为：KJG16B型瓦斯传感器，监测瓦斯浓度范围为0-4%，悬挂传感器说明牌。传感器悬挂标准：距巷顶不大于300mm，距巷道侧壁不小于200mm。

5.3 其他传感器设置

1）风巷测风站处设置风速、温度、一氧化碳传感器各1台。

2）运巷1#皮带输送机机头处设置一氧化碳、烟雾传感器各1台。

3）运巷2#皮带输送机机头处设置一氧化碳、烟雾传感器各1台。30222#综采工作面监测监控系统图如附图2所示。

6 结语

1）机尾上隅角和工作面回风10m处的两台瓦斯传感器由综采队负责日常维护。保证传感器不被损坏或丢失，发现异常及时通知监控中心进行检查处理，保证监测装置处于正常工作状态。其余传感器及监控分站等设备由监控中心自行管理。

2）每班由电气组长负责往外移动责任区内的两台瓦斯传感器，传感器移出后，将电缆盘好吊挂在巷道煤帮上，严禁就地码放。

3）风、运两巷工作人员要自觉保护监测装置，严禁碰撞，严禁向其洒水。风巷各排水设备处设置瓦斯检查点，悬挂检查记录牌板，由专职瓦斯检查员执行检查瓦斯工作。

图2 30222#工作面安全监测监控系统