[發明專利]一種煤礦巷道頂板災害監測方法

有效

• 申請號: 201410115254.8
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103835755B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 尹希文;張忠溫;毛德兵;張會軍;薛吉勝;盧振龍;秦海濤
• 申請（專利權）人: 天地科技股份有限公司
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種煤礦巷道頂板災害監測方法。

背景技術

據統計，2013年，全國煤礦共發生各類事故604起，死亡1067人，其中頂板事故274起、死亡325人，占總數的45.3％和30.4％，居各類煤礦災害之首，因此，頂板災害的防治工作依然是煤礦企業及相關科研院所的重點。

煤礦巷道遍布廣，使用時間長，是頂板災害最集中的區域。雖然近幾年在巷道支護技術不斷獲得提升的情況下，巷道圍巖穩定性得到明顯改善，進而有力的降低了巷道頂板災害的發生。但隨著煤礦開采的深入，煤礦開采深度不斷加大，據統計，2013年，全國開采深度超過1000m的礦井都已經達到36個，而且這個數字將會不斷刷新。由于開采深度不斷增大，巷道圍巖地應力顯著增大，地質構造越來越復雜，巷道支護難度顯著提高，巷道頂板災害發生概率急劇增大。

最近十年來，為預防巷道頂板災害的發生，煤礦企業與科研院所通過合作對巷道圍巖和頂、底板進行了大范圍的監測。這樣的監測對頂板災害預防起到了一定作用，但由于只考慮了煤礦巷道圍巖和頂、底板屬性的差異性，而沒有考慮這種差異性導致巷道頂板災害發生并不是隨機的，大范圍的監測讓煤礦企業在人力、物力和財力上耗費巨大，生產成本急劇增加；同時，這樣的監測由于指標單一，對災害本身特征反映有限，因此，雖然耗資巨大，監測范圍很大，但對預防頂板災害的發生作用有限。

目前，還沒有一套成本低、效果好的煤礦巷道頂板災害監測方法。

發明內容

雖然，煤礦巷道地質條件復雜，開采深度大導致巷道頂板災害發生頻繁，發生區域廣，但即便如此，頂板災害的發生并不是沒有規律可循。根據頂板災害危害程度，巷道可以劃分為無災害、輕災害和重災害區域。頂板災害的發生與巷道圍巖穩定性有直接的關系。根據頂板災害危害程度，對巷道圍巖穩定性進行評價，圍巖可以劃分為不危險型、較危險型和危險型。某一區域如果頂板災害發生頻繁，且危害嚴重，則此區域應屬于重災害區域，此區域的巷道圍巖一般屬于危險型。因此，為預防頂板災害的發生，重點是監測巷道圍巖危險型的區域，兼顧圍巖較危險型的區域，而可以不去監測圍巖屬于不危險型的區域。

如此一來，為預防頂板災害的發生，并不需要大范圍的去進行監測，而完全可以先對巷道圍巖穩定性進行評價，確定圍巖穩定性狀況，然后針對危險型圍巖區域進行監測即可。

本發明采用的技術方案如下：

一種煤礦巷道頂板災害監測方法，在進行監測之前，先進行巷道圍巖穩定性評價，根據圍巖穩定性評價結果，確定監測圍巖危險型區域，進而確定巷道頂板重災害區域，然后僅對所述巷道頂板重災害區域布置監測儀器進行監測，所述巷道圍巖穩定性評價包括如下步驟：

(1)根據煤礦巷道地質情況，將巷道劃分為30～150m的區域，在每一個所劃分區域內，選擇一個巷道斷面作為巷道圍巖穩定性評價點；

(2)通過鉆孔窺視儀對圍巖裂隙發育情況進行觀察記錄，得到2mm以上裂隙60％以上發育深度L_c／m值；

(3)通過現場勘測計算及記錄巷道斷面面積相對縮小情況，頂板淋水情況，夾矸情況和斷層情況，分別得到巷道斷面面積相對縮小量ΔS_A／％／d，頂板淋水量w?mm／d，夾矸總厚度P_t／m和斷層落差值F_t／m四個值；

(4)通過錨桿無損檢測儀檢測并記錄錨桿及錨索的工作阻力，計算得到錨桿及錨索工作阻力相對于材料抗拉強度的比率R_f／％值；

(5)根據表1給出的圍巖穩定性評價準則確定所述評價點圍巖穩定性類型及所屬區域巷道頂板災害類型。

表1圍巖穩定性評價準則

在確定所述巷道頂板重災害區域后，在所述確定所述巷道頂板重災害區域內選擇1～3個監測巷道斷面布置監測儀器進行監測。

上述煤礦巷道頂板災害監測方法中，所述監測儀器包括第一位移傳感器、第一錨桿測力計、第二位移傳感器、第二錨桿測力計，所述第一位傳感器、第一錨桿測力計和所述第二位移傳感器、第二錨桿測力計分別布置在所述監測巷道斷面的兩幫。

上述煤礦巷道頂板災害監測方法中，所述監測儀器還包括頂板錨桿測力計、頂板下沉位移傳感器和頂板錨索測力計，所述頂板錨桿測力計、頂板下沉位移傳感器和頂板錨索測力計布置于所述監測巷道斷面的頂板。

上述煤礦巷道頂板災害監測方法通過wifi無線自組網技術對所述監測巷道斷面進行實時監測。

本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：