一、靜態(tài)達(dá)標(biāo)性:核心參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)閾值
1. 初撐力:判斷 “支護(hù)初始強(qiáng)度是否足夠”
合格標(biāo)準(zhǔn):
需滿足《煤礦安全規(guī)程》及礦場(chǎng)專項(xiàng)設(shè)計(jì)要求,不同場(chǎng)景閾值差異較大:緩傾斜煤層(傾角<25°)、采高 2-3m:?jiǎn)误w柱初撐力通常≥90kN(乳化液泵站壓力≥18MPa 時(shí),對(duì)應(yīng)單體柱缸徑 100mm 的初撐力);
急傾斜煤層(傾角>45°)或破碎頂板:初撐力需提高 10%-20%(如≥100kN),避免頂板沿傾斜方向滑動(dòng);
斷層帶、老空區(qū)附近:初撐力需按設(shè)計(jì)提高 30%(如≥120kN),抵消地質(zhì)構(gòu)造帶來(lái)的額外壓力。
測(cè)壓儀數(shù)據(jù)判斷:
若測(cè)壓儀顯示初撐力<設(shè)計(jì)值的 90%(如設(shè)計(jì) 100kN,實(shí)際<90kN),判定為 “初撐力不足”,需立即補(bǔ)液升壓;若初撐力>設(shè)計(jì)值的 120%(如>120kN),需警惕單體柱過(guò)載(可能導(dǎo)致缸體變形),需泄壓至合理范圍。
2. 工作阻力:判斷 “支護(hù)持續(xù)承載能力是否達(dá)標(biāo)”
合格標(biāo)準(zhǔn):
由礦場(chǎng)根據(jù)頂板類型(堅(jiān)硬頂板、破碎頂板等)、采動(dòng)影響(周期來(lái)壓強(qiáng)度)設(shè)計(jì),例如:堅(jiān)硬頂板(如砂巖)工作面:工作阻力通常需≥200kN(抵御周期來(lái)壓時(shí)的集中壓力);
松軟頂板(如泥巖)工作面:工作阻力需控制在 150-180kN(避免壓力過(guò)大壓碎頂板);
綜采工作面端頭支護(hù):工作阻力需≥250kN(因端頭是應(yīng)力集中區(qū))。
測(cè)壓儀數(shù)據(jù)判斷:
若工作阻力持續(xù)<設(shè)計(jì)下限(如設(shè)計(jì) 150kN,實(shí)際<140kN):判定為 “支護(hù)強(qiáng)度不足”,可能導(dǎo)致頂板下沉量超標(biāo)(如每小時(shí)下沉>5mm),需增單體柱密度或更換大缸徑柱;
若工作阻力持續(xù)>設(shè)計(jì)上限(如>200kN):判定為 “過(guò)載風(fēng)險(xiǎn)”,需檢查是否因頂板來(lái)壓異常(如沖擊地壓),并采取卸壓措施(如打卸壓孔)。
二、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性:壓力變化趨勢(shì)是否符合規(guī)律
1. 壓力下降速率:判斷 “支護(hù)是否存在漏液 / 失效”
合格標(biāo)準(zhǔn):24 小時(shí)內(nèi)壓力下降量≤設(shè)計(jì)工作阻力的 10%(如設(shè)計(jì) 200kN,24 小時(shí)下降≤20kN)。
測(cè)壓儀數(shù)據(jù)判斷:
若 1 小時(shí)內(nèi)壓力下降>10kN(如從 180kN 驟降至 150kN):可能是單體柱密封件損壞(如 O 型圈老化)或注液槍漏液,判定為 “支護(hù)失效風(fēng)險(xiǎn)”,需立即更換單體柱;
若壓力呈 “階梯式下降”(每小時(shí)降 5kN,停 2 小時(shí)再降 5kN):可能是頂板階段性下沉導(dǎo)致的正常泄壓,但需結(jié)合頂板下沉監(jiān)測(cè)(如測(cè)桿數(shù)據(jù)),若下沉量同步超標(biāo)(>20mm / 天),仍需補(bǔ)壓。
2. 壓力波動(dòng)頻率與幅度:判斷 “頂板是否穩(wěn)定”
合格標(biāo)準(zhǔn):非周期來(lái)壓階段,壓力波動(dòng)幅度≤設(shè)計(jì)工作阻力的 5%(如 200kN 的柱,波動(dòng)≤10kN);周期來(lái)壓時(shí),波動(dòng)幅度≤20%(且持續(xù)時(shí)間<2 小時(shí))。
測(cè)壓儀數(shù)據(jù)判斷:
壓力驟升(1 分鐘內(nèi)升幅>30kN,如從 180kN 升至 220kN):可能是頂板突然來(lái)壓(如斷層活化),需立即預(yù)警 “頂板沖擊風(fēng)險(xiǎn)”,暫停作業(yè);
壓力驟降(1 分鐘內(nèi)降幅>20kN):可能是單體柱傾倒(配合測(cè)壓儀姿態(tài)傳感器數(shù)據(jù),若傾斜角>8°)或頂板局部冒落,判定為 “支護(hù)失效”,需緊急撤離并補(bǔ)打臨時(shí)支護(hù)。
三、協(xié)同均衡性:多柱受力是否均勻(避免 “局部失穩(wěn)”)
1. 相鄰柱壓力差:判斷 “局部受力是否均衡”
合格標(biāo)準(zhǔn):相鄰兩根單體柱的壓力差≤20%(如 A 柱 150kN,B 柱應(yīng)≥120kN 且≤180kN);同一排柱的壓力與小壓力差≤30%。
測(cè)壓儀數(shù)據(jù)判斷:
若相鄰柱壓力差>30%(如 A 柱 200kN,B 柱 120kN):說(shuō)明頂板載荷向 A 柱集中,B 柱區(qū)域可能因支撐不足導(dǎo)致頂板下沉,需調(diào)整 B 柱初撐力(提高至 150kN 以上)或在 B 柱附近增設(shè)輔助柱。
2. 區(qū)域壓力分布:判斷 “整體支護(hù)是否匹配頂板載荷”
合格標(biāo)準(zhǔn):端頭柱壓力應(yīng)比中部柱高 10%-20%;斷層帶柱壓力應(yīng)比正常區(qū)域高 20%-30%。
測(cè)壓儀數(shù)據(jù)判斷:
若端頭柱壓力(180kN)與中部柱(170kN)差異<5%:不符合 “端頭應(yīng)力集中” 的支護(hù)要求,判定為 “端頭支護(hù)偏弱”,需提高端頭柱初撐力至 200kN 以上;
若斷層帶柱壓力(150kN)與正常區(qū)域(140kN)差異<10%:未達(dá)到 “斷層帶加強(qiáng)支護(hù)” 標(biāo)準(zhǔn),判定為 “斷層帶支護(hù)不足”,需增加柱密度(從 1.5m / 根加密至 1m / 根)。
四、場(chǎng)景的補(bǔ)充判斷(結(jié)合地質(zhì)與工況)
- 周期來(lái)壓階段:測(cè)壓儀數(shù)據(jù)需滿足 “壓力峰值不超標(biāo) + 持續(xù)時(shí)間可控”
合格標(biāo)準(zhǔn):周期來(lái)壓時(shí)的壓力≤單體柱額定工作阻力的 90%(如額定 250kN,峰值≤225kN),且壓力超上限的持續(xù)時(shí)間<1 小時(shí);
若峰值>額定值(如 260kN)或持續(xù)超上限>2 小時(shí):判定為 “支護(hù)抗載能力不足”,需提前采取卸壓措施(如預(yù)裂爆破)。
- 回撤通道支護(hù):因需承受回撤期間的二次采動(dòng)影響,測(cè)壓儀數(shù)據(jù)需滿足 “工作阻力≥200kN,且壓力下降速率≤3kN / 小時(shí)”(避免回撤時(shí)支護(hù)失效)。
總結(jié):支護(hù)合格的 “數(shù)據(jù)判定流程”
先查靜態(tài)指標(biāo):初撐力≥設(shè)計(jì)值的 90%,工作阻力在設(shè)計(jì)區(qū)間內(nèi);
再看動(dòng)態(tài)趨勢(shì):壓力下降速率≤5kN / 小時(shí),波動(dòng)幅度≤20%(無(wú)驟升驟降);
后驗(yàn)協(xié)同性:相鄰柱壓力差≤20%,區(qū)域壓力分布符合載荷規(guī)律;
場(chǎng)景(周期來(lái)壓、斷層帶)需滿足專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。