一种巷道掘进过程煤矿顶板裂隙实时监测系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种巷道掘进过程煤矿顶板裂隙实时监测系统与方法，其中监测系统包括巷道模型构建模块，用于构建巷道三维模型；顶板监控模块，用于实时获取顶板裂隙发育数据；裂隙分析模块，用于根据所述巷道三维模型与所述顶板裂隙发育数据获取裂隙发育规律；裂隙形成预测模块，用于根据所述裂隙发育规律判断裂隙的形成时刻；预警处理模块，用于根据裂隙的形成时刻进行预警。本发明专利技术通过构建巷道三维模型的构建以及获取多源数据，实现了顶板形态变化以及裂隙发育过程的实时模拟分析，并通过裂隙的发育发育规律进行单一裂隙形成时刻的预测，同时完成了贯穿裂隙的形成预测。同时完成了贯穿裂隙的形成预测。同时完成了贯穿裂隙的形成预测。

【技术实现步骤摘要】
一种巷道掘进过程煤矿顶板裂隙实时监测系统与方法


[0001]本专利技术属于煤矿顶板监测领域，特别是涉及一种巷道掘进过程煤矿顶板裂隙实时监测系统与方法。

技术介绍

[0002]随着煤矿巷道的不断推进，巷道围岩体内的原生裂隙与再生裂隙不断发育发育，可能形成较大的破碎带与离层，严重者甚至引起顶板大面积垮落、顶板透水等重大事故。因此，监测并研究顶板裂隙的发育对于研究巷道顶板岩层层位情况、检测巷道支护效果、优化巷道支护方案及支护参数、预测顶板事故等具有重要意义。
[0003]现有技术中，煤矿顶板裂隙的监测方法主要有钻孔岩芯法、超声波成像法、流量测井法、钻孔窥视法及深部位移监测法等。其中，钻孔岩芯法是对岩体进行钻孔取芯，它在一定程度上可反映围岩体内岩体破坏情况以及岩层组成，但是由于不能进行连续观测，其探测结果不能反映岩层内部裂隙发育发育动态变化过程；超声波成像法可以提供大量有效可视的钻孔岩体定量数据，但是在工作中受到孔径、泥浆粘度等钻孔条件的影响较大，观测工序较为繁琐，成本较高；流量测井法主要是用来确定含水层位置、厚度、层数及分层流量等地质情况，无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巷道掘进过程煤矿顶板裂隙实时监测系统，其特征在于，包括巷道模型构建模块、顶板监控模块、裂隙分析模块、裂隙形成预测模块和预警处理模块；所述巷道模型构建模块用于构建巷道三维模型；所述顶板监控模块用于实时获取顶板裂隙发育数据；所述裂隙分析模块用于根据所述巷道三维模型与所述顶板裂隙发育数据获取顶板裂隙发育规律；所述裂隙形成预测模块用于根据所述顶板裂隙发育规律判断裂隙的形成时刻；所述预警处理模块用于根据裂隙的形成时刻进行预警。2.根据权利要求1所述的巷道掘进过程煤矿顶板裂隙实时监测系统，其特征在于，所述巷道模型构建模块采用3D建模软件，并获取巷道的岩层分布、巷道断面参数以及掘进速度等工程数据，根据所述工程数据构建所述巷道三维模型。3.根据权利要求1所述的巷道掘进过程煤矿顶板裂隙实时监测系统，其特征在于，所述顶板裂隙发育数据包括顶板应力、顶板压力、顶板位移数据；所述顶板监控模块包括若干个设置于顶板不同深度的应力传感器、压力传感器、位移传感器。4.根据权利要求1所述的巷道掘进过程煤矿顶板裂隙实时监测系统，其特征在于，所述裂隙分析模块根据所述巷道三维模型获取巷道的顶板倾角与连通率，并根据所述顶板倾角与连通率获取顶板的当前形态；同时根据所述顶板裂隙发育数据中的应力与压力获取顶板受力情况，根据顶板位移数据获取顶板的形态变化，根据所述顶板受力情况与所述形态变化获取顶板倾角与连通率的变化趋势，根据所述当前形态与所述变化趋势获取所述顶板裂隙发育规律。5.根据权利要求1所述的巷道掘进过程煤矿顶板裂隙实时监测系统，其特征在于，所述裂隙形成预测模块根据所述顶板裂隙发育规律获取单个裂隙的形成时刻与水平位置，根据所述形成时刻生成二级预警指令发送至所述预警处理模块；当存在水平位置相同的裂隙时，所述裂隙形成预测模块根据相同位置裂隙的形成时刻，判断贯穿裂隙的形成时刻，根据所述贯穿裂隙的形成时刻生成一级预警指令发送至所述预警处理模块。6.一种巷道掘...

【专利技术属性】
技术研发人员：田林，吴京灏，庄小威，卢盛亮，孙明月，吴招旭，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：