一种基于应力-钻屑量梯度的深部开采危险区域的预警方法技术

本发明专利技术涉及煤矿开采领域，具体的说是一种基于应力

【技术实现步骤摘要】
一种基于应力
‑
钻屑量梯度的深部开采危险区域的预警方法


[0001]本专利技术涉及煤矿开采领域，具体的说是一种基于应力
‑
钻屑量梯度的深部开采危险区域的预警方法。

技术介绍

[0002]绝大多数矿山地质灾害的发生都伴随岩层裂纹或者裂隙的产生，使在矿山开采过程中引起灾害发生，而目前在掘进挖矿过程中，均会采用应力检测、地下水检测、瓦斯检测等等检测手段对挖矿过程进行监测，以预防地质灾害发生；同时设置掘进支护装置对挖掘的巷道进行支撑防护。但是目前现有的掘进支护装置大多结构固定，且体积较大，在运输过程中需要占用较大空间，导致装置不便在井下巷道内进行便捷快速移动以及安装，从而很大程度上影响了掘进支护装置的运输、架设，存在着一定的使用缺陷，绝大多数矿山地质灾害的发生都伴随岩层裂纹或者裂隙的产生，使在矿山开采过程中引起灾害发生，在巷道开挖到掘进支护装置安装需要一定的时间，在该空窗期内，巷道内缺少足够防护措施，影响掘进施工安全；另一方面，现有的支护装置常采用刚性支护的方式，当发生地质灾害围岩变形产生的应力全部作用在支护装置上，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于应力
‑
钻屑量梯度的深部开采危险区域的预警方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：收集资料：通过预警装置收集掘进巷道中现有各个岩层的名称、岩石性状；实际的井下开采中工作面布置数据；实际井下开采工作中对于不同岩层所产生的单位钻屑量；步骤二：进行采动数值模拟；步骤三：计算应力随空间分布数据和随时间分布数据，对时间空间求导，得到开采时间上的垂直应力梯度K1和在工作面推进方向上的应力梯度K2；步骤四：计算钻头钻进不同岩层介质过程中单位时间钻屑排出量Q1和单位空间钻屑排出量Q2；步骤五：划分应力突变区域，把K1或K2异常偏离零值的划分为应力突变区域M1；步骤六：划分瓦斯突变区域，绘制单位时间或者单位空间内的钻屑量排出图，将图中出现突变的区域划分为瓦斯危险区域M2；步骤七：根据高密度电法原理，通过仪器给出的等值线断面图找出区域内水文分布情况，将岩层中含水区域划分为M3；步骤八：将危险区域M1、M2、M3进行交叉耦合，找出三区域重合部分M为危险区域；步骤九：工作面开采之后，根据步骤八划分的危险区域，对此区域进行实时在线应力监测，得到监测区域的应力场、瓦斯场、水文场，重复步骤一到八，收集资料，根据数据进行危险区域划分来预测，控制预警装置进行预警，从而降低灾害发生。2.根据权利要求1所述的一种基于应力
‑
钻屑量梯度的深部开采危险区域的预警方法，其特征在于：所述步骤一中的预警装置包括多个支架结构(1)、多个防护结构(2)、多个锚杆结构(3)、多个滑轨结构(4)、掘进支护结构(5)，用于支撑防护的多个所述防护结构(2)之间通过多个所述支架结构(1)依次拼装连接，用于固定所述支架结构(1)和所述防护结构(2)的多个所述锚杆结构(3)均匀分布安装于所述支架结构(1)和所述防护结构(2)上，且所述锚杆结构(3)的一端延伸锚固于围岩内，用于输送移动所述掘进支护结构(5)的多个所述滑轨结构(4)依次固定安装于所述支架结构(1)下端的两侧，且相邻所述滑轨结构(4)拼接连接，用于进行掘进支护的所述掘进支护结构(5)滑动安装于所述滑轨结构(4)上。3.根据权利要求2所述的一种基于应力
‑
钻屑量梯度的深部开采危险区域的预警方法，其特征在于：所述支架结构(1)包括支架主体(11)、两个卡槽(12)、多个第一螺纹孔(13)、多个第一螺栓(14)，所述支架主体(11)为拱形结构，两个所述卡槽(12)分别设置于所述支架主体(11)的两侧，多个所述第一螺纹孔(13)均匀分布于所述支架主体(11)上并与所述卡槽(12)连通，所述防护结构(2)的一端插装于所述卡槽(12)内，并通过安装于所述第一螺纹孔(13)内的所述第一螺栓(14)锁紧固定。4.根据权利要求3所述的一种基于应力
‑
钻屑量梯度的深部开采危险区域的预警方法，其特征在于：所述防护结构(2)包括多个缓冲单元(21)、内防护板(22)、外防护板(23)，所述内防护板(22)的两端与所述支架结构(1)固定连接，所述外防护板(23)设置于所述内防护板(22)的外侧面，且所述外防护板(23)与所述内防护板(22)之间通过多个均匀分布的所述缓冲单元(21)固定连接。5.根据权利要求4所述的一种基于应力
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡坤，李彦忠，郭来功，郭永存，王爽，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：