一种采区矿压立体化监测方法技术

本发明专利技术提供了一种采区矿压立体化监测方法，涉及矿山监测技术领域。该方法综合利用多种监测手段，对采区的矿压显现进行立体化监测，综合配置监测装置，并选择适当的监测方法，保证各个监测数据的协调性，并确定工作面支架压力、巷道顶板离层量、巷道锚索轴力、工作面顶板钻孔窥视图像、工作面底板充填压力、工作面底板应力、工作面底板位移量、工作面底板声波测试、巷道顶底板移进量、巷道两帮移进量、巷道档矸压力和巷道单体支柱压力，从而实现对采区的综合监测，分析详细的矿压监测数据，确定采区围岩的矿压显现规律，该方法还能够准确的确定采区工作面顶底板和巷道围岩的应力、变形数据，从而为巷道的支护设计提供指导。从而为巷道的支护设计提供指导。从而为巷道的支护设计提供指导。

【技术实现步骤摘要】
一种采区矿压立体化监测方法


[0001]本专利技术涉及矿山监测
，尤其是一种采区矿压立体化监测方法。

技术介绍

[0002]煤矿在开采过程中，由于巷道的开掘和煤层采出，破坏了原岩应力的平衡状态，引起岩体内部的应力重新分布，在矿山压力的作用下，围岩会产生变形、破坏、塌落等矿压显现。矿压显现会对矿井生产造成不同程度的危害，严重的可危及到人的生命安全。因此对矿压的监测及分析显得至关重要，通过监测可实时了解采区围岩变形、破坏情况，能够及时对巷道围岩的支护进行优化并预防其他重大安全事故的发生，从而有效保障采矿工作的正常进行和安全生产。
[0003]现有技术中，监测方法的监测手段较为单一，随着目前矿井开采深度的不断增加，采区围岩矿压显现情况越来越复杂，利用单一的监测手段，很难全面的反映出围岩的变形规律，从而巷道支护设计依据不足。所以综合多种监测手段，对采区矿压进行立体化监测，能够更加全面的反映出采区围岩的矿压显现规律，为巷道支护设计提供更加准确的数据具有重要意义。为此需要对现有的监测方法做进一步的改进。

技术实现思路

[0004]为了全面、准确的反映采区围岩的矿压显现规律，为巷道支护设计提供更加准确的数据依据，保证矿井生产安全，本专利技术提供了一种采区矿压立体化监测方法，具体技术方案如下。
[0005]一种采区矿压立体化监测方法，步骤包括：
[0006]S1.确定采区工作面的地质条件和开采条件；
[0007]S2.在综采液压支架上安装数字压力计，监测工作面支架压力；
[0008]S3.设置双基点围岩移动传感器对巷道顶板离层量进行监测；
[0009]S4.安装锚索测力计对巷道顶板锚索轴力进行监测；
[0010]S5.利用钻孔窥视仪对巷道顶板进行钻孔窥视,得到工作面顶板钻孔窥视图像；
[0011]S6.工作面推进过程中安装充填体应力传感器对工作面采空区顶板充填压力进行监测；
[0012]S7.顺槽巷道和联络巷的测点位置处打设钻孔,并安装钻孔应力传感器监测工作面的底板应力；
[0013]S8.在联络巷内垂直底板钻孔并设置深孔位移计对底板位移量进行监测；
[0014]S9.在工作面前方的顺槽巷道和联络巷内设置向工作面下方倾斜的钻孔，利用声波探测仪对工作面底板进行声波探测；
[0015]S10.利用顶底板移进量动态报警仪对顺槽巷道顶底板移进量进行监测；
[0016]S11.利用激光测距仪对顺槽巷道两帮移进量进行监测；
[0017]S12.在顺槽巷道内设置数字压力计对挡矸压力进行监测；
[0018]S13.设置数字压力计对顺槽巷道内的单体液压支柱压力进行监测；
[0019]S14.收集步骤S1
‑
S13的采区数据，综合分析确定巷道支护参数。
[0020]优选的是，双基点围岩移动传感器沿推采方向在顺槽巷道顶板布置的测点安装，根据巷道顶板条件确定双基点围岩移动传感器的安装深度，两个基点分别安装在设定的深度；
[0021]优选的是，钻孔窥视仪沿着窥视钻孔进行窥视，窥视钻孔沿巷道顶板向推采工作面上方打设；窥视钻孔在顺槽内向开切眼的方向偏移，在联络巷内钻孔方向与工作面推进方相平行；对于每个窥视钻孔，在工作面推采至钻孔位置之前，工作面推采至钻孔位置时和工作面推采至钻孔位置之后分别做至少一次观测，对工作面推采前后顶板的破裂情况对比分析。
[0022]优选的是，充填体应力传感器安装在预制坑内，预制坑沿工作面底板开挖，同时沿预制坑向顺槽开挖沟槽，传感器电缆沿沟槽布置。
[0023]优选的是，钻孔应力传感器沿联络巷在巷道底角位置按照设定间距布置一个测点，设定间距可以为25m左右，在顺槽巷道的每个钻机房内各布置三个测点，其钻孔方向分别为偏向开切眼方向、垂直推采方向和偏向停采线方向。
[0024]优选的是，深孔位移计的安装钻孔垂直底板，从孔口开挖沟槽至顺槽，深孔位移计通过锚爪固定在钻孔内，位移计钢丝绳通过沟槽由联络巷孔口引至顺槽巷道内。
[0025]优选的是，声波探测仪对顺槽内的每个探测孔在工作面推采前后各进行两次以上探测；对联络巷内探测孔在工作面推采至联络巷之前进行两次以上探测。
[0026]还优选的是，数字压力计布置在挡矸工字钢上，对留巷道沿空侧采空区顶板垮落过程进行监测，确定采空区矸石侧向压力。
[0027]进一步优选的是，地质条件和开采条件包括：采区内工作面的布置位置，工作面的标高及走向长度、倾向长度，煤层的走向、倾角、厚度和构造分布，顶板的岩性及厚度，含水层的分布。
[0028]进一步优选的是，巷道支护参数包括支护构件的几何、空间位置、锚固方式、强度、延伸率、预紧力和锚固强度。
[0029]本专利技术提供一种采区矿压立体化监测方法的有益效果是，该方法通过在采区合理的设置立体化监测步骤及监测设备，进而全方位的获取精准的矿压数据，通过对矿压监测数据的综合分析，科学的确定巷道支护参数；另外该方法还能够详细全面的得出采区工作面顶底板和巷道围岩的应力、变形数据，，监测手段中采用实时监测系统和人工监测相结合的方式，实时获取监测数据的同时能够有效避免井下监测系统故障导致全部数据缺失的问题；该方法还具有安全可靠、科学有效等优点。
附图说明
[0030]图1是采区矿压立体化监测方法示意图；
[0031]图2是采区工作面布置图；
[0032]图3是顶板钻孔窥视孔、顶板离层测点和锚索受力测点布置示意图；
[0033]图4是采区侧向挡杆受力测点、单体液压支柱受力测点、综采液压支架受力测点和巷道两帮移进量测点布置示意图；
[0034]图5是底板声波测试孔和底板应力测点布置示意图
[0035]图6是采区底板充填压力测点和顶底板移进量测点布置示意图；
[0036]图7是采区底板位移测点布置示意图
[0037]图中：1
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胶带顺槽，2
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轨道顺槽，3
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联络巷，4
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开切眼，5
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停采线。
具体实施方式
[0038]结合图1至图7所示，对本专利技术提供的一种采区矿压立体化监测方法的具体实施方式进行说明。
[0039]实施例1
[0040]一种采区矿压立体化监测方法，能够全面、准确的反映采区围岩的矿压显现规律，为巷道支护设计提供更加准确的数据依据，保证矿井生产安全，具体的步骤包括：
[0041]S1.确定采区工作面的地质条件和开采条件；其中地质条件和开采条件包括：采区内工作面的布置位置，工作面的标高及走向长度、倾向长度，煤层的走向、倾角、厚度和构造分布，顶板的岩性及厚度，含水层的分布等。
[0042]S2.在综采液压支架上安装数字压力计，监测工作面支架压力。具体是在测点位置处的综采支架上安装数字压力计，测点布置方案可以平均间隔4
‑
6台综采支架布置一个测点。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采区矿压立体化监测方法，其特征在于，步骤包括：S1.确定采区工作面的地质条件和开采条件；S2.在综采液压支架上安装数字压力计，监测工作面支架压力；S3.设置双基点围岩移动传感器对巷道顶板离层量进行监测；S4.安装锚索测力计对巷道顶板锚索轴力进行监测；S5.利用钻孔窥视仪对巷道顶板进行钻孔窥视,得到工作面顶板钻孔窥视图像；S6.工作面推进过程中安装充填体应力传感器对工作面采空区顶板充填压力进行监测；S7.顺槽巷道和联络巷的测点位置处打设钻孔,并安装钻孔应力传感器监测工作面的底板应力；S8.在联络巷内垂直底板钻孔并设置深孔位移计对底板位移量进行监测；S9.在工作面前方的顺槽巷道和联络巷内设置向工作面下方倾斜的钻孔，利用声波探测仪对工作面底板进行声波探测；S10.利用顶底板移进量动态报警仪对顺槽巷道顶底板移进量进行监测；S11.利用激光测距仪对顺槽巷道两帮移进量进行监测；S12.在顺槽巷道内设置数字压力计对挡矸压力进行监测；S13.设置数字压力计对顺槽巷道内的单体液压支柱压力进行监测；S14.收集步骤S1
‑
S13的采区数据，综合分析确定巷道支护参数。2.根据权利要求1所述的一种采区矿压立体化监测方法，其特征在于，所述双基点围岩移动传感器沿推采方向在顺槽巷道顶板布置的测点安装，根据巷道顶板条件确定双基点围岩移动传感器的安装深度，两个基点分别安装在设定的深度。3.根据权利要求1所述的一种采区矿压立体化监测方法，其特征在于，所述钻孔窥视仪沿着窥视钻孔进行窥视，窥视钻孔沿巷道顶板向推采工作面上方打设；窥视钻孔在顺槽内向开切眼的方向偏移，在联络巷内钻孔方向与工作面推进方相平行；对于每个窥视钻孔，在工作面推采至钻孔位置之前，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李廷春，武善元，云明，赵仁乐，王永宝，赵军，朱庆文，贺敬平，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：