[發明專利]一種地質雷達探測頂板離層與事故預警的方法

有效

• 申請號: 201310568154.6
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103603690A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 謝建林;許家林;汪峰;郭杰凱
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G01B7/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種地質雷達探測頂板離層與事故預警的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）根據待測試工作面地質信息，根據工作面柱狀計算直接頂厚度h與其上覆巖層載荷q，對直接頂巖體做物理力學參數測試實驗得到彈模E，根據工作面現場布置計算直接頂跨度L與控頂距l，根據公式計算得到直接頂慣性矩I；

（2）將工作面直接頂簡化為簡支梁，根據簡支梁的撓曲線方程，在直接頂的跨度中點可計算得到最大離層值wmax為當離層值大于等于最大離層值時直接頂將破斷導致頂板事故的發生；

（3）根據MAXWELL（麥克斯韋）波動理論，電磁波在真空中傳播速度和光速一樣的，在直接頂中傳播其波速V和直接頂的相對介電常數ε存在如下關系式中c＝0.3m/ns；

（4）采用地質雷達主機記錄電磁波從發射到接收由反射界面產生的反射波的時間差△T，其中△T是電磁波從發射到接收的雙程旅時，可根據公式V·△T/2計算出反射面的深度；

（5）運用地質雷達對頂板離層進行探測，當地質雷達電磁波垂直探測到頂板離層的頂底界面時便會發生反射，假設探測到離層底部反射界面的時間差為△T1，探測到離層頂部反射界面的時間差為△T2，因此可以得到探測的離層值wtest為V·(△T2-△T1)/2；

（6）將地質雷達探測的離層值wtest與理論計算的最大離層值wmax進行比較，設定事故預警閾值T為0.8wmax，即當wtest≥T則可進行頂板事故預警。