一种导水裂隙带高度井下连续实时监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种导水裂隙带高度井下连续实时监测方法及系统，涉及导水裂隙带高度监测技术领域。首先采集相关地理信息构建煤层仿真模型，确定导水裂隙带高度检测的优选检测点；根据优选检测点的位置，在停采线迎工作面回采方向超前布设检测钻孔；依据优选检测点的位置，在所述检测钻孔的对应位置安装压力传感器，所述压力传感器上还带有定位装置；采集压力传感器的检测数据；依据压力检测数据反推算出导水裂隙带高度位置；将导水裂隙带高度与定位信息进行结合，形成导水裂隙带高度三维分布图；将导水裂隙带高度历史变化趋势以及三维分布图在终端设备进行显示。本发明专利技术通过合理设置检测钻孔以及传感器，提高了导水裂隙带高度井下实时监测效率。下实时监测效率。下实时监测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种导水裂隙带高度井下连续实时监测方法及系统


[0001]本专利技术涉及导水裂隙带高度监测
，更具体的说是涉及一种导水裂隙带高度井下连续实时监测方法及系统。

技术介绍

[0002]导水裂隙带高度是制定顶板水害防治方案和措施的最重要参数，用以防止顶板采空区水或含水层水突水、控制大型地表水体或铁路等建筑下采煤引起的次生灾害等，导水裂隙带高度可靠监测一直是工程和学术界不断探讨的问题。
[0003]导水裂隙带最大高度值现场监测方法主要包括地面钻孔冲洗液漏失量观测法、井下钻孔分段注水法、井下钻孔地球物理电法与微震监测等。
[0004]上述监测方法在实际应用过程中，钻孔位置布设不合理，传感器通常在钻孔中均匀间隔分布，所采集的检测数据不具有代表性，存在工程量大、成本高、监测结果的代表性和可靠性低等缺陷。
[0005]因此，如何提供一种基于优选检测点的导水裂隙带高度井下连续实时监测方法及系统，通过合理设置检测钻孔以及传感器位置及数量，提高导水裂隙带高度井下实时监测效率，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种导水裂隙带高度井下连续实时监测方法及系统，以解决上述
技术介绍
中存在的技术问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种导水裂隙带高度井下连续实时监测方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1、采集采煤工作面工程地质条件信息、覆岩移动参数，构建煤层仿真模型；
[0010]步骤2、根据所述煤层仿真模型，确定导水裂隙带高度检测的优选检测点；
[0011]步骤3、根据所述优选检测点的位置，在停采线迎工作面回采方向超前布设检测钻孔；
[0012]步骤4、依据所述优选检测点的位置，在所述检测钻孔的对应位置安装压力传感器，所述压力传感器上还带有定位装置；
[0013]步骤5、将压力传感器的检测数据由采集模块进行采集，由GPRS模块将采集的压力检测数据以及定位装置的定位信息发送到控制处理器；
[0014]步骤6、所述控制处理器依据压力检测数据反推算出具体的导水裂隙带高度位置；
[0015]步骤7、将所计算的导水裂隙带高度与各个定位装置的定位信息进行结合，形成导水裂隙带高度三维分布图；
[0016]步骤8、将导水裂隙带高度历史变化趋势以及三维分布图在终端设备进行显示。
[0017]可选的，所述步骤1中，采煤工作面工程地质条件信息包括采掘工程平面图、采掘进尺规划表、钻孔层位柱状图、煤岩体的物理力学参数、垮落带和导水裂隙带经验公式；
[0018]覆岩移动参数包括随工作面推进地表沉陷数据和周边同煤田采场垮落带高度、导水裂隙带高度。
[0019]可选的，所述步骤2中，确定导水裂隙带高度检测的优选检测点的方法为：
[0020]步骤2.1、在停采线迎工作面回采方向按照预设间距选取若干个初始检测点；
[0021]步骤2.2、对所述若干个初始检测点进行聚类，得到若干个初始检测簇；
[0022]步骤2.3、计算所有初始检测簇的中心点位置；
[0023]步骤2.4、以每个初始检测簇中离中心点位置最近的初始检测点作为优选检测点。
[0024]可选的，所述步骤2.2中，使用k
‑
mean聚类算法对初始检测点进行聚类。
[0025]可选的，所述步骤2.3中，采用重心法计算所有初始检测簇的中心点位置。
[0026]可选的，所述步骤2.4中，以欧几里得距离为度量方法计算出每个初始检测簇中离中心点位置最近的初始检测点作为优选检测点。
[0027]可选的，所述GPRS模块包括SIM900移动数据传输芯片。
[0028]可选的，所述步骤6中，所述控制处理器依据压力检测数据反推算出具体的导水裂隙带高度位置的方法为：
[0029]步骤6.1、确定压力检测结果中压力数值最大值d
max
；
[0030]步骤6.2、基于所述最大值d
max
，计算覆岩导水裂隙带的发育层位m：
[0031][0032]其中，m表示覆岩导水裂隙带的发育层位；γ
i
表示第i层岩层的容重；h
i
表示第i层岩层的厚度；
[0033]步骤6.3、计算覆岩导水裂隙带的发育高度H：
[0034][0035]一种导水裂隙带高度井下连续实时监测系统，包括：
[0036]煤层仿真模型构建模块，用于采集采煤工作面工程地质条件信息、覆岩移动参数，构建煤层仿真模型；
[0037]优选检测点确定模块，用于根据所述煤层仿真模型，确定导水裂隙带高度检测的优选检测点；
[0038]检测钻孔布设模块，用于根据所述优选检测点的位置，在停采线迎工作面回采方向超前布设检测钻孔；
[0039]压力传感器安装模块，用于依据所述优选检测点的位置，在所述检测钻孔的对应位置安装压力传感器，所述压力传感器上还带有定位装置；
[0040]数据采集传输模块，用于将压力传感器的检测数据由采集模块进行采集，由GPRS模块将采集的压力检测数据以及定位装置的定位信息发送到控制处理器；
[0041]导水裂隙带高度计算模块，用于依据压力检测数据反推算出具体的导水裂隙带高度位置；
[0042]三维信息结合模块，用于将所计算的导水裂隙带高度与各个定位装置的定位信息进行结合，形成导水裂隙带高度三维分布图；
[0043]显示模块，用于将导水裂隙带高度历史变化趋势以及三维分布图在终端设备进行显示。
[0044]经由上述的技术方案可知，本专利技术提供了一种导水裂隙带高度井下连续实时监测方法及系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0045]本专利技术首先确定优选检测点，并基于优选检测点布设检测钻孔以及压力传感器的位置和数量，进行压力检测，通过计算得到导水裂隙带高度位置。同时结合定位数据在终端进行三维显示。本专利技术基于优选检测点的导水裂隙带高度井下连续实时监测方法及系统，通过合理设置检测钻孔以及传感器位置及数量，采集的检测数据更具有代表性，工程量较小，成本低，监测结果的代表性和可靠性更高，提高了导水裂隙带高度井下实时监测效率。
附图说明
[0046]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0047]图1为本专利技术的方法步骤示意图；
[0048]图2为本专利技术的系统模块示意图。
具体实施方式
[0049]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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导水裂隙带高度井下连续实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、采集采煤工作面工程地质条件信息、覆岩移动参数，构建煤层仿真模型；步骤2、根据所述煤层仿真模型，确定导水裂隙带高度检测的优选检测点；步骤3、根据所述优选检测点的位置，在停采线迎工作面回采方向超前布设检测钻孔；步骤4、依据所述优选检测点的位置，在所述检测钻孔的对应位置安装压力传感器，所述压力传感器上还带有定位装置；步骤5、将压力传感器的检测数据由采集模块进行采集，由GPRS模块将采集的压力检测数据以及定位装置的定位信息发送到控制处理器；步骤6、所述控制处理器依据压力检测数据反推算出具体的导水裂隙带高度位置；步骤7、将所计算的导水裂隙带高度与各个定位装置的定位信息进行结合，形成导水裂隙带高度三维分布图；步骤8、将导水裂隙带高度历史变化趋势以及三维分布图在终端设备进行显示。2.根据权利要求1所述的一种导水裂隙带高度井下连续实时监测方法，其特征在于，所述步骤1中，采煤工作面工程地质条件信息包括采掘工程平面图、采掘进尺规划表、钻孔层位柱状图、煤岩体的物理力学参数、垮落带和导水裂隙带经验公式；覆岩移动参数包括随工作面推进地表沉陷数据和周边同煤田采场垮落带高度、导水裂隙带高度。3.根据权利要求1所述的一种导水裂隙带高度井下连续实时监测方法，其特征在于，所述步骤2中，确定导水裂隙带高度检测的优选检测点的方法为：步骤2.1、在停采线迎工作面回采方向按照预设间距选取若干个初始检测点；步骤2.2、对所述若干个初始检测点进行聚类，得到若干个初始检测簇；步骤2.3、计算所有初始检测簇的中心点位置；步骤2.4、以每个初始检测簇中离中心点位置最近的初始检测点作为优选检测点。4.根据权利要求3所述的一种导水裂隙带高度井下连续实时监测方法，其特征在于，所述步骤2.2中，使用k
‑
mean聚类算法对初始检测点进行聚类。5.根据权利要求3所述的一种导水裂隙带高度井下连续实时监测方法，其特征在于，所述步骤2.3中，采用重心法计算所有初始检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁戈龙，李媛，周全超，尤龙，杨小全，顾雷雨，冯来宏，李继升，孙京，殷裁云，焦建军，张海成，李秀军，郝骄阳，
申请(专利权)人：华能煤炭技术研究有限公司中国煤炭地质总局勘查研究总院，
类型：发明
国别省市：