来压前7天，根据超前巷道中的矿压显现，预 报出老顶为弯曲沉降运动形式。图6—38为巷道 测区顶底板移近速度变化图。
(二)老顶运动过程监测——工 作面来压的预测预报
典型的矿压显现图
老顶运动的四个阶段
1．老顶相对稳定运动 老顶悬露长度达到极限跨度前，煤壁前方各测点顶底 板相对移近速度变化平缓。其显著特征为：与煤壁距 离越近的测点，其移近速度越大，如图6—39(a)中0A 段 2．老顶端部断裂 老顶悬露长度达到极限跨度时，将在悬露的端部断裂。 老顶断裂时，支承压力在断裂线两侧集中，利用巷道 测区各测点的矿压显现过程，可以推断老顶断裂的位 置和时间。 （1）依次增高型；（2）两点同时出现峰值型；（3） 下降或反弹型。
冒落灵敏度E
端面无支护区顶板 宽度Sl为1m时的端面顶板 破碎度
(二)煤壁片帮深度
片帮深度C都是指煤帮塌落的最大深度。 影响因素：煤壁支承压力、煤体结构及硬度、支架工作阻力 。
(三)顶板冒落高度 (四)顶板台阶下沉 (五)顶板裂隙
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(六)采空区悬顶
形式：自由悬顶、 拱形悬顶
二、观测方法
1．测线的布置及测量工具 将工作面全长按支架数量等分20一30段 ， 每段设固定观测剖面。 工具：钢卷尺或木直尺 、钳形尺。
第二节 顶底板移近量和活柱下 缩量观测
一、观测区及观测线的布置
“三量”观测 ： 顶底板移近量 活柱下缩量 支柱载荷量
测区 上、中、下 测线 3—5条观测线 上、下两测区距区段平巷 护巷煤柱的距离应大于 15m
二、基点的设置与仪器的安装
顶底板移近量和移近速度 仪器 ：DDJ——2．5型测杆、KY—82顶板 动态仪、C—Ⅱ型自记仪
ZYDC—1综采支架压力计算机监测系统
系统结构 井下部分包括：工作面压力分机、通讯分机、本安电源、通讯电 缆等。工作面内可连接l—46个压力分机，分机之间有专用电串联至 通讯分机，通讯分机的输出数据信号通过电话通讯线路发送至井上。 井上部分包括：接收机、计算机、打印机等。接收机内置数据收 发单元完成数据存储和与Pc计算机的数据通讯，接收机输出信号与 PC计算机的RS—232接口连接。
D
p0
2
Q
i 1
z 2
z
0i
4 10
D
,
pm
Q
i 1
mi
4 10
时间加权平均阻力pt－一 个采煤循环内以时间为加 权计算的平均工作阻力
1 1 1 ( p 0 p1 )t1 ( p1 p 2 )t 2 ( p n 1 p n )t n 2 2 pt 2 t1 t 2 t n
2.07 -1.79 1.38
4
22.7
0.76
0.77
1242(1)运输机巷顶板断裂时下沉速度曲线 4 3 2 1 0 -1 0 -2 -3
速度/mm/h
5
10
15
20
25
30
距煤壁/m 2008/12/10 2008/12/7 2008/12/13
3．老顶显著沉降 老顶端部断裂后，伴随采煤工作面的继续推进，已断裂开的老 顶将发生明显沉降。以断裂线为界形成内外两个应力场，断裂 线至煤壁处形成内应力场；断裂线以远至终采线侧为外应力场。 支承压力在外应力场中进一步扩展，在内应力场中将向煤壁 “收缩”。支承压力在内应力场中的收缩表现为巷道测区各测 点由远及近出现移近速度高峰。
顶板破碎度是指：控顶区内，冒高超过10cm以上的顶板 局部冒落面积占所观测区顶板面积的百分数，该指标反映 了顶板的冒落程度。
1．端面顶板破碎度Fl 2．顶梁上方顶板破碎度F2 3．顶板总破碎度F
端面顶板破碎度Fl
端面无支护空顶区范围 的顶板破碎程度
F1 d1 d1 100% 100% S1 abc
。
2．顶底板移近速度的观测与记录
无工序影响时，观测时间间隔为3min—10min 。 观测顶底板移近量与工序的关系时，一般由 2—3人共同完成。从这些工序距测点较远处(即 影响不明显的地方)开始，观测到影响消失时为 止 。读数的时间间隔一般可取3min一1min，直 至30s
3．活柱下缩量的观测
基点的安设：
打眼 楔入木桩（钉入铁 钉）
三、观测方法与记录
1．顶底板移近量的观测与记录
仪器安设好后，首先读取初读数，以后要按 时观测。一般每隔1h一2h观测一次。综采工作 面在移架前、后必须各观测一次。从测杆或顶 板动态仪安设时起，观测到测点靠近采空区报 废为止，每次观测的读数都要记录在表6—1中
在观测时段95分钟内，距煤壁4.1m，9.1m 两测点压缩量为9.08mm和5.44mm，距离煤壁 11.9m，21.1m，26.1m的测点出现反弹，反 弹量分别为10.08mm，2.28mm，1.46mm。这 些都表明，这次岩梁的断裂，不但反弹量大 ，且反弹范围广。
表4－3 顾北矿1242（1）工作面运输机巷动态仪数据
（2）逐班整理出巷道顶板动态仪(即各测点 处)下沉速度。
(3) 逐步整理出煤壁前方固定点的下沉速度。
vi vb v a (S i S a ) va S b Sa
(4)绘制巷道顶底板移近速度图。
三、顶板运动的预测预报
(一)顶板岩层运动形式的预报 上覆岩层运动形式有剪切运动和弯曲沉降。 1．剪切运动形式 老顶端部断裂线在煤壁处，或在煤壁附近。
支护强度q－支架对顶板 的支护阻力与其支护面积 (F)的比值。
q＝p／F
(2)统计阻力与时间关系 曲线的类型
注意：工作特性曲线（p-△s关系曲线） 和运转曲线（p－t关系曲线）的区别
（3）根据阻力一时间(p—t)曲线，整理立 柱安全阀开启数
安全阀的开启情况可用 两个计算指标来衡量。 ①安全阀开启时间比 率平均值η t：
二、顶板运动预测预报的准备工作
(一)测区布置 1．巷道测区 在超前工作面巷道中置 4—5 台 顶 板 动 态 仪 ， 间 距4m一5m，并按顺序依 次编号。 2．工作面测区 在工作面控顶区范围内， 靠煤壁侧和靠采空区侧 各设一台动态仪，顺序 编号为I、Ⅱ。
(二)资料的收集与整理
1．巷道测区 （1）井下每隔2h记录1次读数，来压前读 数的时间间隔要缩短。
1242(1)工作面运输机巷动态仪测定数据（反弹部分） 时间 2008/12/7 14:44～15：40 △T＝56min 动态仪编号 1 2 3 4 距煤壁/m 10.4 15.4 20.4 25.4 下沉量/mm 0.06 -0.02 -0.08 0 速度/mm/h 0.06 -0.02 -0.08 0
2008/12/10 16：02～17：02 △t＝60min
1 2 3 4
6 11 16 21
2.73 -2.6 -0.9 -0.8
2.73 -2.6 -0.9 -0.8
2008/12/13 15:59～16：58 △T＝59min
1 2 3
7.7 12.7 17.7
2.04 -1.76 1.36
• 采煤工作面矿山压力观测 内容： 围岩的移动和应力 、顶底板变形与破坏 、 支柱压缩与载荷 、煤壁片帮 、支架变形 与折损 。 • 目的和意义： 掌握采煤工作面矿压显现规律，并以此 指导 生产。
第六章 采煤工作面矿山压力观 测 第一节 概 述
矿压观测的进程安排
• 1．测前准备 (1)制定观测计划。 （2）人员培训。 (3)仪器设备 的检修与调试。 (4)印制各种观测记录表和日常 观测数据整理表及图纸。 • 2．现场观测和日常资料整理 综合观测和专项观测 • 3．总结工作 找出各矿压参数之间、矿压参数与地质及生 产技术因素之间的关系，阐述所观测工作面的矿 压显现规律，并以此提出改善顶板控制或改进支 架的措施，汇总写成矿压观测报告。
t ki t t i 1 ni z
z
②安全阀循环开启率平 均值η k
ki z k i 1 i n
n
(4)根据表6—10中的整理结果，将测区各条观测线 诸项再进行平均，利用这些数据绘制观测总图。
第四节
采煤工作面顶板状况统计观测
能直接客观地反映采煤工作面顶板控制效 果 ，为采煤工作面矿压观测中必不可少的内容。 (一)顶板破碎度和冒落灵敏度
ZYDC—2综采支架压力监测系统
系统结构 1.压力分机 2.数据采集器 3.适配器 4.计算机 5.软件
三、观测数据的日常整理与分析
(一)综采支架立柱载荷的整理
圆图压力自记仪或压力下缩自记仪记录的p一t曲线
（1）按观测循环计算支架p0、pm、pt和q
初撑力p0－支架移架后 的 初始工作阻力 循环末阻力pm－循环末 移架前的工作阻力
4．采煤工作面来压
老顶显著沉降过程中，当应力收缩到煤壁 附近，即1测点重新出现移近速度高峰时，工 作面处于来压前夕。 (1)老顶显著沉降开始－ EˊF段 ：来压开 始； (2)老顶与直接顶的接触(作用)位置逐渐向采 空区方向发展 －FG段 :全面来压 (3)当老顶触矸来压完成后 －GH段 ：来压结 束。
整理资料
确定采空区上方不规则垮落带、规则垮落带和弯曲 下沉带的形成过程和各带 的高度等。
大同云岗矿8305工作面用钻孔电视实测
第六节 采煤工作面顶板运动 的预测预报
一、顶板运动预测预报的原理 顶板岩层的运动、矿山压力的分布和矿 山压力显现三者之间存在着因果关系。 通过观测矿山压力显现的变化，推断出 上覆岩层的运动及矿山压力分布的变化。
本章重点内容
• 1.三量的观测方法； • 2.老顶断裂形式与工作面来压显现关系及 判断； • 3.p—t曲线的整理和来压参数的分析。
本章作业题
• 1.矿压观测的目的和意义是什么？ • 2.什么是“三量”观测？ • 3.顶板下沉量观测和下沉速度的观测方法有什 么不同？ • 4.说明内外应力场的概念。 • 5.支架的工作特性曲线和运转曲线有什么不同？ • 6.时间加权平均阻力计算方法和意义是什么？ • 7.利用支架的p-t曲线的各种类型说明顶板的运 动状态？