一种大采高采场煤壁片帮深度测定方法技术

一种大采高采场煤壁片帮深度测定方法，适用于大采高条件下煤壁片帮深度监测及防治。该方法是在大采高工作面上，每隔一定距离选取一个片帮测点，在煤壁上打设均布有光纤光栅传感器的玻璃钢锚杆，通过计算机实时分析传输的数据，得出锚杆各段的应力及其变化，根据片帮段对应的锚杆段会出现应力减小，可得出片帮的深度范围。本发明专利技术在防治煤壁片帮的基础上监测了片帮深度，为大采高工作面安全高效开采提供有利条件。

【技术实现步骤摘要】
一种大采高采场煤壁片帮深度测定方法
本专利技术涉及一种大采高采场煤壁片帮深度测定方法，属于煤炭开采回采工作面围岩控制

技术介绍
大采高开采技术具有生产效率高、单产高、巷道掘进量低、维护量小、煤炭回收率高、工作面设备搬家次数少、工序简单和含矸率低等优点。如今这种采煤方法的优越性和高产性己经得到社会的认可，逐渐成为了我国现阶段厚煤层开采最主要的发展方向之一。然而，随着采高的增大，煤壁片帮发生的几率相应增大，煤壁片帮现象越发严重，给井下工作人员造成巨大人身威胁，影响煤矿安全生产。在煤壁片帮方面，现有的研究成果多集中在影响煤壁片帮的因素分析、片帮机理研究、片帮方式、片帮形式和类型以及防治煤壁片帮的技术措施上，尚无查到一种有效的监测煤壁片帮深度的方法，这一现状直接限制了控制煤壁片帮方法及其参数的准确确定。因此急需一种简便、安全的工作面煤壁片帮深度监测及其防治方法，为控制煤壁片帮方法及其参数的确定提供准确条件。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述不足，本专利技术提供一种大采高采场煤壁片帮深度测定方法，该方法能防治煤壁片帮的基础上监测片帮深度，可以实现大采高工作面的安全高效开采。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：包括如下步骤：a.在工作面检修时，沿工作面每隔一定距离布置测点，测点具有一定高度；b.升起测点位置大采高液压支架的护帮板，在煤壁上开凿水平钻孔，打设预先安装好光纤光栅传感器的玻璃钢锚杆，降下护帮板；c.将工作面上所有的光纤光栅传感器集合并联入光缆，先经过光纤光栅调节仪将光信号转化为数字信号，再通过计算机实时分析传输的数据，得出锚杆各段的应力及其变化；d.当工作面煤壁发生片帮时，片帮段对应的锚杆段会出现应力减小，通过对玻璃钢锚杆各段应力的分析，得出片帮的深度范围。相比现有技术，本专利技术的一种大采高采场煤壁片帮深度测定方法，利用打设在工作面煤壁的玻璃钢锚杆，玻璃钢锚杆上间隔一段距离布置一个光纤光栅传感器，在锚固片帮的前提下监测片帮深度，为大采高工作面安全高效开采提供了有利条件。本专利技术结构简单，安装简便，可实现锚杆不同段应力的分布式测量；采用光纤光栅传感器作为敏感元件，具有极高的测试精度和灵敏度，可获取极微小的应力变化信息，自动化程度高；无源工作，本质安全，信号传输可靠性高，信号传输距离远，以光信号作为信息载体，不受煤矿中水、瓦斯及其他电磁辐射的影响，抗干扰能力强；玻璃钢锚杆锚固煤壁，可防治片帮，且其性能稳定，杆体易切割，切割时不会产生火花，防爆防静电，对工作面安全回采极为有利。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术一个实施例的俯视图。图2是图1中A-A的剖面图。图3是图1中的玻璃钢锚杆的结构示意图。图中：1、大采高液压支架，2、护帮板，3、光纤光栅传感器，4、玻璃钢锚杆，5、尾纤，6、光缆，7、光纤光栅调节仪，8、计算机。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。图1至3示出了本专利技术一个较佳的实施例的结构示意图，图1和图2中的一种大采高采场煤壁片帮深度测定方法，包括如下步骤：a.在工作面检修时，沿工作面每隔20m布置测点，测点应布置在3/5～1倍采高处；b.升起测点位置大采高液压支架1的护帮板2，在煤壁上开凿水平钻孔，打设预先安装好光纤光栅传感器3的玻璃钢锚杆4，该玻璃钢锚杆4的长为4m，直径为16mm，降下护帮板2以防止煤壁继续片帮；c.将工作面上所有的光纤光栅传感器3的尾纤5引出，集合并联入光缆66，经过光纤光栅调节仪7将光信号转化为数字信号，通过计算机8实时监控及分析处理，得出锚杆各段的应力及其变化；d.当工作面煤壁发生片帮时，片帮段对应的锚杆段会出现应力减小，通过对玻璃钢锚杆4各段应力的分析，可得出片帮的深度范围。如图3所示，本实施例中所述玻璃钢锚杆4表面沿中心轴线开槽，槽深1～2mm，槽宽2～4mm，所述光纤光栅传感器3粘贴在槽中，每隔0.8m布置一个，光纤光栅传感器3的布设密度既满足检测需求，又减少了传感器安装的复杂性。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术做任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大采高采场煤壁片帮深度测定方法，其特征是：包括如下步骤：a.在工作面检修时，沿工作面每隔一定距离布置测点，测点具有一定高度；b.升起测点位置大采高液压支架(1)的护帮板(2)，在煤壁上开凿水平钻孔，打设预先安装好光纤光栅传感器(3)的玻璃钢锚杆(4)，降下护帮板(2)；c.将工作面上所有的光纤光栅传感器(3)集合并联入光缆(6)，先经过光纤光栅调节仪(7)将光信号转化为数字信号，再通过计算机(8)实时分析传输的数据，得出锚杆各段的应力及其变化；d.当工作面煤壁发生片帮时，片帮段对应的锚杆段会出现应力减小，通过对玻璃钢锚杆(4)各段应力的分析，得出片帮的深度范围。

【技术特征摘要】
1.一种大采高采场煤壁片帮深度测定方法，其特征是：包括如下步骤：a.在工作面检修时，沿工作面每隔一定距离布置测点，测点具有一定高度；b.升起测点位置大采高液压支架(1)的护帮板(2)，在煤壁上开凿水平钻孔，打设预先安装好光纤光栅传感器(3)的玻璃钢锚杆(4)，降下护帮板(2)；c.将工作面上所有的光纤光栅传感器(3)集合并联入光缆(6)，先经过光纤光栅调节仪(7)将光信号转化为数字信号，再通过计算机(8)实时分析传输的数据，得出锚杆各段的应力及其变化；d.当工作面煤壁发生片帮时，片帮段对应的锚杆段会出现应力减小，通过对玻璃钢锚杆(4)各段应力的分析，得出片帮的深度范围。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张吉雄，孟国豪，齐文跃，张强，武中亚，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32