一种用于监测综采工作面顶板的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种监测方法及系统，尤其涉及一种用于监测综采工作面顶板的方法及系统。
【背景技术】
[0002]现有技术中，煤矿综采工作面的顶板的监测手段通常较为单一，常用的监测手段仅对综采工作面支架的阻力及巷道离层情况进行监测，从而判断综采工作面的顶板的运动情况。但是，在综采工作面的回采过程中，综采工作面的顶板的运动常常会受到采动的影响，顶板的运动实际上是一种覆岩破坏的动态变化过程，由于矿压的显现及巷道顶板的离层的发生通常滞后于覆岩的破坏，因此覆岩的破坏规律以及破坏程度无法通过综采工作面顶板监测进行动态分析判定，也就是说，仅对综采工作面矿压及巷道离层情况进行监测无法直观地监测覆岩破坏情况，进而很难准确地预测综采工作面周期来压强度和位置，容易造成悬顶过长而出现大面积来压等问题。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种用于监测综采工作面顶板的方法及系统，其能够准确地预测综采工作面周期来压强度和位置，从而避免悬顶过长出现大面积来压等问题。
[0004]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0005]一种用于监测综采工作面顶板的方法，包括如下步骤:
[0006]步骤a:在综采工作面所在巷道对应的地表上设置多个测点，所述多个测点沿所述巷道的延伸方向呈线状分布，所述测点采集综采工作面顶板的下沉量，并将所述下沉量传送至监测工作站；
[0007]步骤b:在所述综采工作面所在的巷道上设置多个拾震器；
[0008]步骤c:在所述综采工作面的两侧分别设置第一监测分站和第二监测分站，在所述综采工作面所在巷道对应的地表上设置第三监测分站；
[0009]步骤d:所述拾震器通过屏蔽电缆与所述第一监测分站、所述第二监测分站或所述第三监测分站连接，所述第一监测分站、所述第二监测分站和所述第三监测分站通过光纤与所述监测工作站连接。
[0010]进一步地，步骤a中，所述测点之间的间距为15-30m。
[0011]进一步地，步骤b中，所述拾震器包括多个固定式拾震器和多个可移动式拾震器。
[0012]进一步地，所述固定式拾震器设置在所述巷道的基岩层内。
[0013]进一步地，所述可移动式拾震器设置在所述综采工作面两侧的巷道侧壁上。
[0014]本发明还提供了一种用于监测综采工作面顶板的系统，包括监测工作站和设置在综采工作面所在的巷道上的拾震器，其中，
[0015]所述综采工作面所在巷道对应的地表上设置有测点，所述多个测点沿所述巷道的延伸方向呈线状分布，所述测点采集综采工作面顶板的下沉量，并将所述下沉量传送至所述监测工作站；
[0016]所述综采工作面的两侧分别设置有第一监测分站和第二监测分站，所述综采工作面所在巷道对应的地表上设置有第三监测分站，所述拾震器通过屏蔽电缆与所述第一监测分站、所述第二监测分站或所述第三监测分站连接，所述第一监测分站、所述第二监测分站和所述第三监测分站通过光纤连接所述监测工作站。
[0017]进一步地，步骤a中，所述测点之间的间距为15-30m。
[0018]进一步地，步骤b中，所述拾震器包括固定式拾震器和可移动式拾震器。
[0019]进一步地，所述固定式拾震器设置在所述巷道的基岩层内。
[0020]进一步地，所述可移动式拾震器设置在所述综采工作面两侧的巷道侧壁上。
[0021]本发明提供的用于监测综采工作面顶板的方法及系统能够通过测点监测综采工作面顶板的下沉情况，并通过拾震器采集综采工作面周边岩层及顶板的破裂及威震所产生的能量，判断顶板内部破化情况，结合测点和拾震器所采集的数据可以直观地定位顶板破断位置以及破坏程度，从而准确地预测综采工作面周期来压强度和位置，避免了悬顶过长而导致的大面积来压等问题。
【附图说明】
[0022]图1是本发明一种优选的用于监测综采工作面顶板的方法的示意图；
[0023]图2是本发明一种优选的用于监测综采工作面顶板的系统的示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图，对本发明的一个优选实施例进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0025]如图1所示，本发明提供的用于监测综采工作面顶板的方法，包括如下步骤:
[0026]步骤a:在综采工作面所在巷道对应的地表上设置多个测点，所述多个测点沿所述巷道的延伸方向呈线状分布，所述测点采集综采工作面顶板的下沉量，并将所述下沉量传送至监测工作站。
[0027]本发明沿着所述巷道的走向在地表设置多个条状分布的测点，即在巷道对应的地表上设置了地表岩移测线，所述地表岩移测线沿着所述巷道的走向进行弯曲延伸。
[0028]测定时，周期性地观察并测定所述地表岩移测线上各测点的下沉量以及贯穿地表的裂缝分布情况，并将测点所采集的数据输入到监测工作站中，所述监测工作站能够统计各测点的数据，从而分析得到不同区域来压时顶板的超前或滞后垮落情况。
[0029]此外，本发明设置的测点能够监测到的地表起动点、剧烈下沉点和地表运动终止点与工作面的相对位置等，这些数据还可以作为判断综采工作面顶板悬顶长度的依据。
[0030]本领域技术人员应该理解的是，本发明还可以依据巷道的宽度设置多条地表岩移测线，从而提高对顶板监测的准确性。本实施例的多条地表岩移测线优选地相互平行设置，并且多条地表岩移测线之间的间距优选地为50m，当然，本领域技术人员还可以根据监测精度需要来调整地表岩移测线之间的间距，并不局限于50m的间距。
[0031]作为发明的一种优选方案，每条地表岩移测线上各测点之间的间距为15-30m，更优选地，所述测点之间的间距为20m。本领域技术人员应该理解的是，上述地表岩移测线上各测点之间的间距仅是本发明的一种优选设置方案，本领域技术人员还可以根据监测精度需要来调节所述测点之间的距离，此处不再赘述。
[0032]步骤b:在所述综采工作面所在的巷道上设置多个拾震器，所述拾震器能够采集综采工作面周边岩层及顶板的破裂及威震所产生的能量，本领域技术人员不难理解的是，岩层的破裂程度与其破裂所述产生的能量成正比，因此，通过在巷道内的不同位置设置拾震器，采集不同区域岩层内释放的能量，可以有效地判断顶板内部破化情况，进而预测顶板破断位置及其破坏程度。
[0033]作为本发明的一种优选方案，步骤b中，所述拾震器包括多个固定式拾震器和多个可移动式拾震器，所述固定式拾震器固定在巷道周边的岩层内，安装完成后，不再调整位置；所述可移动式拾震器固定在所述综采工作面两侧的巷道的侧壁上，并且要求所述可移动式拾震器能够随着综采工作面的推进而移动，本实施例中的可移动式拾震器优选地通过手动方式来变换安装位置，从而实现随综采工作面的推进而移动的目的。当然，本领域技术人员还可以采用其他方式来调整可移动式拾震器的位置，此处不再赘述。
[0034]在上述实施例的基础上，本实施例所提供的固定式拾震器优选地包括地表固定式拾震器和底板固定式拾震器，所述地表固定式拾震器设置在巷道所对应的地表下的基岩层内，所述地表固定式拾震器从地表打入到基岩层内，距离地表距离约为35米，其能够用于监测巷道上方岩层的破裂情况；所述底板固定式拾震器设置在巷道底板下方，用于监测巷道下方岩层的破裂情况，避免巷道下方的液态或气态物质通过破裂的岩层渗入到巷道内，影响安全生产。
[0035]步骤c:在所述综采工作面的两侧分别设置第一监测分站和第二监测分站，本实施例的第一监测分站和第二监测分站优选地设置在综采工作面两侧的顺槽内，在所述综采工作面所在巷道对应的地表上设置第三监测分站。所述第一监测分站、所述第二监测分站和所述第三监测分站用于接受所述拾震器的采集数据，并将所述采集数据发送至所述监测工作站，用于对所有拾震器所采集的数据进行统计分析。
[0036]进一步地，本实施例的第一监测分站和第二监测分站优选地用于接收安装在巷道内的拾震器及巷道下方拾震器的数据，所述第三监测分站用于接收设置于地表下方的拾震器的数据。
[0037]步骤d:所述拾震器通过屏蔽电缆与所述第一监测分站、所述第二监测分站或所述第三监测分站连接，所述第一监测分站、所述第二监测分站和所述第三监测分站通过光纤与所述监测工作站连接。
[0038]在上述实施例的基础上，本实施例的第一监测分站和第二监测分站优选地通过屏蔽电缆与可移动式拾震器和底板固定式拾震器连接，用于接收并传送可移动式拾震器和底板固定式所采集的数据；所述第三监测分站优选地与地表固定式拾震器连接，用于接收并传送地表固定式拾震器所采集的数据。