煤矿井巷矿压测试方法及仪器仪表应用分析

煤矿井巷矿压测试方法及仪器仪表应用分析

解袁满

陕西华电榆横煤电有限责任公司 陕西 榆林 719000

摘 要：对于煤矿生产工作来说，这是一个比较复杂的过程，包含多个生产环节，其中对煤矿井巷矿压的测试就是一项非常重要的内容，为了确保矿井生产的防护安全，需要采取科学的矿压测试方法，包括钻屑法、微震法、电磁辐射法等，都可以依据实际生产情况选择运用。此外，为了进一步确保煤矿井巷矿压测试数据信息的准确度，还要合理运用相关的仪器仪表设备，重点要做好仪器仪表的采购与使用工作，以及相关的维修与保养工作，这些都是需要引起高度关注的工作内容，直接关系到煤矿企业生产状况和经济效益。本文主要围绕煤矿井巷矿压测试方法及仪器仪表应用进行了探究，以供参考交流。

关键词：煤矿井巷；矿压测试方法；仪器仪表；应用

引言

对于煤矿企业的生产来说，由于受到很多因素影响，存在各种安全方面的隐患，所以就需要做好安全风险管控方面的工作，并且要注重运用科学的技术手段和管理措施，尽最大可能的吧安全生产风险减少到最低，这样才能实现企业良好的经济效益，这也是保障人民生命安全的必然选择。在煤矿生产过程中，需要对其地质条件进行有针对的开采，特别是对上覆岩层赋存情况及其变化进行分析，了解其支撑压力的分布规律，从而利用井巷测压的方式维持煤矿正常开采，从而减少煤矿事故的发生，保证矿井的安全与生产。

1 煤矿井巷矿压测试方法

近些年来，我国煤矿行业不断稳定发展，在先进科学技术的支持下，对于煤矿井巷的矿压测试方法也在不断的革新，已经具备了一些比较成熟的方法手段，通过对矿压的科学准确预测，为了矿井生产提供了有力的数据信息知识，有助于确保煤矿安全生产工作的开展。下面介绍三种常用的煤矿井巷矿压测试方法：

1.1 钻屑法

在矿业开发过程中，需要在煤层中打直径42-50mm的钻孔，根据排出的煤粉量进行预测，通过要观察煤粉量的变化规律，从而确定标准煤粉量的临界值。继而根据不同的检测结果采取不同的预警方案。即在其他条件相同的煤体、当应力状态不同时，其钻孔煤分量也不同。当单位长度的排粉量增大或超出标定值时，表示应力集中程度增加和冲击危险性提高。此方法已成为检测与确定煤矿井巷危机、冲击区域、冲击强度的主要方式。钻屑法的监测结果与人为因素有着加大的关系，其预测结果也仅仅是静态的特征，并不能连续监测冲击矿压之中，所以该方式经常只是作为辅助预测的一种方法^[1]。

1.2 微震法

微震法，相较于其他的预测手段而言，具有远距离测试、动态监控、三维效果及实时等特点，以区域性的方式自动记录全矿的变化，通过对震源进行定位，再利用微震能量进行计算，可以对震源情况进行更清晰的摸索，从而确认爆破尺度与性质，为煤矿井巷的冲击矿压提供更全面的预测数据。该方法的实质，就是对矿山震动进行记录，并对其数据进行分析与利用，特别是在煤矿开采的过程中会发生破裂，滑动，这些动作都将向周围传递一定的地震波，其振幅与频率就是煤岩体的强度、应力状态、爆破尺寸及变形速度。通过微震法可以有效对全范围的煤矿进行微震监测，并根据记录数据及有效时间内序列活动的范围评价冲击矿压的厉害程度，依靠井下拾震仪站接受的直达P波起始点的时间差，在特殊的波速场条件下进行二维、三维定位，从而判定发生问题的矿点，还可以利用震相时间计算释放的能量及震级，传输给前端的指挥部门，从而做出更加详尽的应对方案，有效完成煤矿的开采作业^[2]。

1.3 电磁辐射法

电磁辐射法的实施无需进行打钻，主要是利用临界值法和偏差法对工作面冲击进行危险预测，可以有效节省人工作业量，还可以降低人工监测不准确及作业受煤岩体分布不均、不稳定的威胁，在一定时间内即可抓取数据，从而降低预测所支出的费用。此方法是煤岩动力灾害预测、煤岩应力状态评定的有效手段，可以对矿井回踩、掘进工作面进行局部地点的预测预报，适于近震、临震预报，是一种非接触、安全可靠、操作简单、准确率极高的预测手段。

需要强调的是，在选择使用上述三种煤矿井巷矿压预测手段时，需要明确预测的内容是什么，从而根据不同的情况，利用不同的预测手段进行测试。同时，需要有关人员具备一定的防治冲击矿压基本知识教育，了解冲击矿压发生的成因、条件、前兆等内容，从而采取不同的预测手段进行处理^[3]。上述三种预测手段为冲击矿压的重要方法，是国内预测矿压惯用的内容，此外矿压的预测手段还有很多，比如有综合指数法、数值模拟法、声发射法等。

2 安全仪器仪表的应用

在对煤矿进行矿压的预测过程中，煤矿顶板的安全仪器与仪表也不能忽略，其内容包含众多，比如：速度监测，可对煤矿井下顶板动态进行监测；动态监测，对煤岩位移、顶底板速度预测等；顶板煤岩移动监测，为有关工作提供锚杆长度、抗拉强度等数据，从而防止顶板坍落，确保煤矿开采的顺利和安全

^[4]。为了确保实现上述的工作成效，需要保证有关仪表仪器的质量问题，若某一仪表长期处于有问题的状态，则无法完成其工作内容，在作业时传输错误的数据，甚至影响后续作业的开采。

2.1 仪器仪表的采购与使用

安全仪器仪表使用单位，要根据各自情况提供使用计划，经由部门领导审批后，由采购部负责统一的采买，做好仪器、仪表的到货验收工作，对到货的仪器仪表进行登记，需包括：仪器名称、规格型号、出厂、到货、开始使用时间、生产厂以及仪器随带的说明书和图纸等，建立仪器仪表的档案，并有专人进行统一的保管。仪器仪表应按规定进行调试、校正，仪器使用前必须先检查仪器的零点是否准确。仪器使用时必须开机预热，15 分钟后方可读数。仪器仪表的使用人员需具备专业的技术，严禁随意调校仪器的技术标准，仪器携带、悬挂使用时不得猛烈摔打、碰撞和挤压，应避开淋水。仪器仪表在存放过程中，应放在通风良好、不受日光直射、不受灰尘污染地点，并要上架、统一分类，保持干燥，避免受潮。

2.2 仪器仪表维修与保养

由于仪器仪表经常在煤尘多、岩石煤块撞击、淋水等环境的情况下使用，所以仪器仪表需具备一定的防尘、防水、防碰撞等功能，可适当为仪器仪表外部增加一个外壳。安全监控设备投入运行的最初 2 d内，要进行第一次调试、校正安全监控设备必须定期进行调试、校正，每月至少 1 次。甲烷传感器每 7 d必须使用校准气样和空气样调校 1 次，每 7 d必须对甲烷超限断电功能进行测试。甲烷传感器的调校项目包括：零点、灵敏度、报警点、断电点、复电点、指示值和逻辑功能检验等^[5]。当检修与安全监控设备关联的电气设备，需要停止安全监控设备运行时，必须制定安全措施报经部门领导。

结语

总之，在煤矿开采的过程中，煤矿企业需要对不同煤矿井巷矿压测试手段的合理运用，完成对煤矿开采的预测内容。同时，还要对有关预测仪表仪器进行良好的使用及维修保养工作，确保为后续工作开展提供良好的技术帮扶工作，从而提高煤矿开采工作的效率，实现良好的生产经济效益。

参考文献:

[1]张斗群.黄岩汇煤矿矿压显现多参量监测及巷道支护研究[D].中国矿业大学(北京),2018.

[2]丁国利,鲁喜辉,武少国,刘永强.深埋超长综采工作面矿压规律及支架适应性研究[J].煤炭科学技术2019(5):16.

[3]邢媛媛.基于不同孔间距数值模拟的钻孔瓦斯抽采有效半径确定方法[J].煤炭技术.2018(9):179.

[4]何峰华.煤矿井巷矿压测试方法及仪器仪表运用[J].世界有色金属,2019(11):62

[5]王璐.煤矿安全监控系统中无线激光甲烷传感器的研究与设计[J].煤炭技术,2019(8):154-158.