一种巷道顶板稳定性监测方法
【专利摘要】本发明公开一种巷道顶板稳定性监测方法，包括：当巷道向前推进距离，在所述巷道推进位置设置对巷道进行监测的矿压监测站；获取所述矿压监测的矿压监测数据，获取所述钻孔探测的钻孔探测数据，获取所述声发射观察的声发射观察数据；对所述矿压监测数据进行处理分析得到矿压监测分析结果，对所述钻孔探测数据进行处理分析得到钻孔探测分析结果，对所述声发射观察数据进行处理分析得到声发射分析结果；进行对比分析，得出巷道整体支护效果情况，如果所述巷道整体支护效果情况中包括巷道顶板变形失稳的前兆信息，则对巷道顶板稳定性进行预测警报。本发明通过设置对巷道进行监测的矿压监测站，实现对巷道顶部稳定性进行预测警报。
【专利说明】一种巷道顶板稳定性监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及巷道相关【技术领域】，特别是一种巷道顶板稳定性监测方法。
【背景技术】
[0002]巷道开挖会引起围岩体应力的重新分布，导致巷道围岩失稳破坏，从而造成各种事故的发生，而顶板事故占煤矿生产事故的比例最高，因此必须对巷道顶板稳定性进行动态监测及预测预报，保证矿井的安全高效开采。在煤矿生产中，对巷道顶板进行连续监测，及时掌握顶板动态变化情况，不仅能够得到顶板变形及离层等的准确信息，还可以推断预测出各种顶板条件下的覆岩运动规律，能及早发现顶板失稳的征兆等不安全隐患，以便采取应急措施，避免事故的发生。传统的顶板监测技术方法主要包括位移及压力监测，这些方法实施简便、简单易懂，但需配备较多的人力，且数据的真实性难以评判和掌握，更加难以实现连续监测且信息量较少，在一定程度上制约了顶板监测技术的发展。而如何实现对巷道顶板围岩稳定性进行连续、实时和准确性监测及预测预报是目前亟待解决的问题，这影响着煤矿的安全高效开采。
【发明内容】
[0003]基于此，有必要针对现有技术未能实现对巷道顶板围岩稳定性进行连续、实时和准确性监测及预测预报的技术问题，提供一种巷道顶板稳定性监测方法。
[0004]一种巷道顶板稳定性监测方法，包括:
[0005]当巷道向前推进距离，在所述巷道推进位置设置对巷道进行监测的矿压监测站，所述矿压监测站的监测内容包括:矿压监测、钻孔探测以及声发射观察；
[0006]获取所述矿压监测的矿压监测数据，获取所述钻孔探测的钻孔探测数据，获取所述声发射观察的声发射观察数据；
[0007]对所述矿压监测数据进行处理分析得到矿压监测分析结果，对所述钻孔探测数据进行处理分析得到钻孔探测分析结果，对所述声发射观察数据进行处理分析得到声发射分析结果；
[0008]对所述矿压监测分析结果、所述钻孔探测分析结果及所述声发射分析结果进行对比分析，得出巷道整体支护效果情况，如果所述巷道整体支护效果情况中包括巷道顶板变形失稳的前兆信息，则对巷道顶板稳定性进行预测警报。
[0009]本发明通过设置对巷道进行监测的矿压监测站，根据矿压监测站的监测内容进行分析，从而实现对巷道顶部稳定性进行预测警报。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明一种巷道顶板稳定性监测方法的工作流程图；
[0011]图2为本发明最佳实施例中矿压监测站的设置示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
[0013]如图1所示为本发明一种巷道顶板稳定性监测方法的工作流程图，包括:
[0014]步骤3101，当巷道向前推进距离，在所述巷道推进位置设置对巷道进行监测的矿压监测站，所述矿压监测站的监测内容包括:矿压监测、钻孔探测以及声发射观察；
[0015]步骤3102，获取所述矿压监测的矿压监测数据，获取所述钻孔探测的钻孔探测数据，获取所述声发射观察的声发射观察数据；
[0016]步骤3103，对所述矿压监测数据进行处理分析得到矿压监测分析结果，对所述钻孔探测数据进行处理分析得到钻孔探测分析结果，对所述声发射观察数据进行处理分析得到声发射分析结果；
[0017]步骤3104，对所述矿压监测分析结果、所述钻孔探测分析结果及所述声发射分析结果进行对比分析，得出巷道整体支护效果情况，如果所述巷道整体支护效果情况中包括巷道顶板变形失稳的前兆信息，则对巷道顶板稳定性进行预测警报。
[0018]本发明在步骤3101中，当巷道向前推进距离，在所述巷道推进位置设置对巷道进行监测的矿压监测站。通过在步骤3102?3104中对对所述矿压监测分析结果、所述钻孔探测分析结果及所述声发射分析结果进行对比分析，得出巷道整体支护效果情况，当所述巷道整体支护效果情况中包括巷道顶板变形失稳的前兆信息，则对巷道顶板稳定性进行预测警报。通过设置对巷道进行监测的矿压监测站，从而实现对巷道顶部稳定性进行预测警报。
[0019]在其中一个实施例中，还包括:当所述巷道每向前推进所述距离，在所述巷道推进位置设置所述矿压监测站。
[0020]优选地，所述距离为50米。
[0021]巷道每向前推进距离(50米)，则设置一个矿压监测站，从而能够更好地清楚巷道的情况。每个矿压监测站的监测内容相同。
[0022]在其中一个实施例中，还包括:如果在掘进过程中遇到地质构造带，则调整所述矿压监测站的位置，或者增加设置所述矿压监测站。
[0023]本实施例在掘进过程中遇到地质构造带如断层，褶皱等，适当调整测站位置或增加测站，以便对巷道特殊段进行观测研究。
[0024]在其中一个实施例中，所述矿压监测站的监测范围小于或等于5米。
[0025]本实施例，通过限制监测范围，以使得监测数据更加精确。
[0026]在其中一个实施例中，所述矿压监测包括表面位移监测、顶板离层监测、深部位移监测及锚杆受力监测。
[0027]优选地，所述表面位移监测采用十字测量法对所述巷道的两帮移近量、所述巷道的顶板和底板移近量，以及所述巷道的顶板下沉量进行监测；所述顶板离层监测采用顶板离层仪对所述巷道的顶板内部离层进行监测；所述深部位移采用多点位移计对所述巷道的顶板的深部位移进行监测；所述锚杆受力监测采用液压枕对所述锚杆的受力进行实时监测。
[0028]优选地，所述钻孔探测采用钻孔窥视仪对所述巷道的围岩内部裂隙进行观测；所述声发射观察采用声发射仪对所述巷道的围岩内部裂隙动态发展进行实时观测。
[0029]优选地，所述巷道顶板变形失稳的前兆信息包括:所述巷道的顶板下沉超过预设阈值、所述巷道的顶板离层变化超过预设阈值、所述巷道的顶板内部围岩破坏程度超过预设阈值、所述巷道的顶板内部围岩破坏范围超过预设阈值或所述巷道的锚杆崩落。
[0030]如图2所示为本发明最佳实施例中矿压监测站的设置示意图。
[0031]作为本发明的最佳实施例，在巷道6里布置矿压监测站1、矿压监测站2、矿压监测站3、矿压监测站4及矿压监测站5，对巷道顶板稳定性进行动态监测，实时准确地反映当前区域巷道顶板所处的状态，并对顶板稳定性进行预测预报。具体过程如下:
[0032]当巷道向前掘进至500时，在该处布置顶板离层仪11、表面位移测量装置12、声发射仪13、钻孔窥视仪14、多点位移计15以及液压枕16，将这些内容控制在5111范围内。随巷道继续向前掘进，当掘进至100% 150^,200^,250^时，分别布置矿压监测站2、矿压监测站3、矿压监测站4及矿压监测站5，监测内容同矿压监测站1。接着对矿压监测测得的数据进行分析，得到巷道围岩表面变形情况与巷道掘进时间、距掘进迎头距离之间的关系，巷道顶板锚杆锚固范围内及锚固范围外的离层情况，巷道顶板深部围岩变形情况随时间的变化发展规律，锚杆、锚索轴向受力随时间的变化情况，从而得到巷道围岩变形破坏特征，判断该区域支护效果是否良好；随着时间的推移，重复对各测站的钻孔进行连续观测，获取顶板岩层的破碎情况，根据钻孔窥视仪14定量分析巷道围岩内部裂隙扩展发育与时间的关系，从而获取整条巷道顶板内部裂隙动态演化规律；对声发射仪13得到的脉冲数和能量数据进行处理分析，得到巷道围岩内部变形破坏与脉冲及能量之间的关系。通过矿压观测，钻孔探测及声发射结果分析出各测量因素与巷道围岩变形破坏的关系，从而得到巷道顶板变形失稳的前兆信息(特征前兆信息和特征主要包括顶板下沉异常，顶板离层变化大，顶板内部围岩破坏剧烈、范围广，锚杆崩落等。最后将矿压监测得到的巷道表面、深部围岩变形情况及锚杆索受力情况，钻孔探测得到的巷道顶板内部裂隙动态演化规律及声发射得到的巷道围岩内部变形破坏情况进行综合分析，并根据得到的各测量因素与巷道围岩变形破坏的关系，得出巷道整体围岩变形破坏情况是否在控制标准范围内，从而判定巷道的整体支护效果情况并对巷道顶板稳定性进行预测预报。
[0033]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种巷道顶板稳定性监测方法，其特征在于，包括: 当巷道向前推进距离，在所述巷道推进位置设置对巷道进行监测的矿压监测站，所述矿压监测站的监测内容包括:矿压监测、钻孔探测以及声发射观察； 获取所述矿压监测的矿压监测数据，获取所述钻孔探测的钻孔探测数据，获取所述声发射观察的声发射观察数据； 对所述矿压监测数据进行处理分析得到矿压监测分析结果，对所述钻孔探测数据进行处理分析得到钻孔探测分析结果，对所述声发射观察数据进行处理分析得到声发射分析结果; 对所述矿压监测分析结果、所述钻孔探测分析结果及所述声发射分析结果进行对比分析，得出巷道整体支护效果情况，如果所述巷道整体支护效果情况中包括巷道顶板变形失稳的前兆信息，则对巷道顶板稳定性进行预测警报。
2.根据权利要求1所述的巷道顶板稳定性监测方法，其特征在于，还包括:当所述巷道每向前推进所述距离，在所述巷道推进位置设置所述矿压监测站。
3.根据权利要求2所述的巷道顶板稳定性监测方法，其特征在于，还包括:如果在掘进过程中遇到地质构造带，则调整所述矿压监测站的位置，或者增加设置所述矿压监测站。
4.根据权利要求1所述的巷道顶板稳定性监测方法，其特征在于，所述距离为50米。
5.根据权利要求1所述的巷道顶板稳定性监测方法，其特征在于，所述矿压监测站的监测范围小于或等于5米。
6.根据权利要求1所述的巷道顶板稳定性监测方法，其特征在于，所述矿压监测包括表面位移监测、顶板离层监测、深部位移监测及锚杆受力监测。
7.根据权利要求6所述的巷道顶板稳定性监测方法，其特征在于，所述表面位移监测采用十字测量法对所述巷道的两帮移近量、所述巷道的顶板和底板移近量，以及所述巷道的顶板下沉量进行监测；所述顶板离层监测采用顶板离层仪对所述巷道的顶板内部离层进行监测；所述深部位移采用多点位移计对所述巷道的顶板的深部位移进行监测；所述锚杆受力监测采用液压枕对所述锚杆的受力进行实时监测。
8.根据权利要求1所述的巷道顶板稳定性监测方法，其特征在于，所述钻孔探测采用钻孔窥视仪对所述巷道的围岩内部裂隙进行观测；所述声发射观察采用声发射仪对所述巷道的围岩内部裂隙动态发展进行实时观测。
9.根据权利要求1所述的巷道顶板稳定性监测方法，其特征在于，所述巷道顶板变形失稳的前兆信息包括:所述巷道的顶板下沉超过预设阈值、所述巷道的顶板离层变化超过预设阈值、所述巷道的顶板内部围岩破坏程度超过预设阈值、所述巷道的顶板内部围岩破坏范围超过预设阈值或所述巷道的锚杆崩落。
【文档编号】E21F17/18GK104373154SQ201410528049
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】王洪武, 李祥, 刘春桥, 张国桥, 张贵虎, 师建新, 马友魁, 崔建昌, 郭永红, 潘伟明, 石磊, 徐国华 申请人:神华集团有限责任公司, 神华乌海能源有限责任公司, 中国矿业大学