煤矿开采岩层运动大空间原位监测方法与流程

文档序号:12058533阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种煤矿开采岩层运动大空间原位监测方法,其特征在于:是由如下步骤实现的:

a.在工作面(1)开采前,沿工作面(1)推进方向自地表垂直向下每隔一定距离打钻孔电视观测孔(2),通过钻孔电视(3)对覆岩结构及岩性进行观测,并取部分钻孔电视观测孔(2)岩芯进行岩层的力学性能测试,依据测试结果判断工作面上覆关键层位置,同样也利用工作面地表瓦斯抽放钻孔、探放水孔及其他工程钻孔进行钻孔电视(3)观测;

b. 在工作面(1)开采前,沿工作面推进方向自地表垂直向下每隔一定距离打一组“三位一体”岩移监测孔(4),每组有三个间隔一定距离的“三位一体”岩移监测孔(4),在“三位一体”岩移监测孔(4)进行岩移监测仪器(5)的安装,岩移监测仪器(5)安装在工作面上覆主要关键岩层位置处,并在其安装位置对应地表处沿工作面走向和倾向布置地表沉降观测点(6)进行初次观测;

c.在工作面(1)开采前,在钻孔电视观测孔(2)、地表瓦斯抽放钻孔、探放水孔中,任意选取多个钻孔进行孔间CT探测仪器(7)的安装,其中一个钻孔作为发射孔,其他任意多个钻孔为接收孔,并进行初次探测,掌握工作面(1)开采前岩层裂隙发育特征;

d. 随工作面(1)开采,在采空区内对应每一“三位一体”岩移监测孔(4)位置处埋设采空区压力监测装置(8),采空区压力监测装置(8)安装有无线发射器,压力数据通过无线传输,同时采用支架工作阻力监测装置(9)对间隔十架支架工作阻力进行实时监测;

e.随工作面(1)开采,在巷道(10)中每隔一定距离布置应力监测装置(11)、应变监测装置(12)对工作面采场围岩进行实时监测,同时采用激光扫描装置对巷道(10)轮廓进行初次扫描,并在工作面巷道(10)范围内布置微震监测系统(13)对覆岩破断范围及其释放能量强度进行实时记录;

f.随工作面(1)开采,实时对各监测数据进行记录,并设立预警预报软件系统,当支架工作阻力数据或采空区压力数据超过设定最大值时软件系统发生报警,此时,查看其它监测数据,若微震监测系统(13)监测得到岩层释放能量小于105J,钻孔电视(3)、孔间CT探测仪器(7)、“三位一体”岩移监测仪器(5)同时监测得到岩层垮落范围不明显,且激光扫描发现巷道(10)变形速率小于0.1m/d,则解除警报,否则则在工作面及巷道范围内采取加强支护措施;

g.随工作面(1)开采,实时对各监测数据进行记录,若虽预警预报软件系统未发生报警,但监测得到以下现象任意两者出现,则人工启动警报,在工作面及巷道范围内加强支护措施:①微震监测系统(7)得到岩层释放能量超过106J,且根据钻孔电视数据发现是关键层破断;②激光扫描发现巷道(10)变形速率超过0.3m/d-0.5m/d;③采空区压力数据短时间出现急速增加,且根据钻孔电视数据发现是关键层破断;④钻孔电视(3)、孔间CT探测仪器(7)、“三位一体”岩移监测仪器(5)监测得到岩层垮落范围大;⑤工作面支架工作阻力短时间出现急速增加;⑥工作面瓦斯抽采孔瓦斯短时间出现急剧增加,气流极不稳定;

h.采用上述方法对监测数据进行综合分析,直至工作面(1)开采结束,临近下一工作面(14)开采时,采用同样的方法进行监测,并同时对上一已开采结束工作面(1)的地表沉降数据、岩移数据、孔间CT数据进行继续监测,分析临近下一工作面(14)开采时大空间范围内覆岩运移特征。

2.根据权利要求1所述的煤矿开采岩层运动大空间原位监测方法,其特征在于:步骤a中钻孔电视观测孔(2)的间距为50m;步骤b中每组“三位一体”岩移监测孔(4)之间的距离为150m,每组中的“三位一体”岩移监测孔(4)的间距为50m,走向、倾向各布设11个地表沉降观测点(6),各地表沉降观测点(6)间距为20m;步骤e中应力监测装置(11)、应变监测装置(12)的间隔为150m。

3.根据权利要求2所述的煤矿开采岩层运动大空间原位监测方法,其特征在于:步骤e中共布置五个应力监测装置(11)、五个应变监测装置(12)。

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