[發明專利]煤礦開采巖層運動大空間原位監測方法

有效

• 申請號: 201611159098.0
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN106703888B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 于斌;高瑞;匡鐵軍;段宏飛
• 申請（專利權）人: 大同煤礦集團有限責任公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21B47/002;E21B49/00;G01C5/00;G01N3/08;G01B11/24;G01V3/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種煤礦開采巖層運動大空間原位監測方法，其特征在于：是由如下步驟實現的：

a.在工作面（1）開采前，沿工作面（1）推進方向自地表垂直向下每隔一定距離打鉆孔電視觀測孔（2），通過鉆孔電視（3）對覆巖結構及巖性進行觀測，并取部分鉆孔電視觀測孔（2）巖芯進行巖層的力學性能測試，依據測試結果判斷工作面上覆關鍵層位置，同樣也利用工作面地表瓦斯抽放鉆孔、探放水孔進行鉆孔電視（3）觀測；

b. 在工作面（1）開采前，沿工作面推進方向自地表垂直向下每隔一定距離打一組“三位一體”巖移監測孔（4），每組有三個間隔一定距離的“三位一體”巖移監測孔（4），在“三位一體”巖移監測孔（4）進行巖移監測儀器（5）的安裝，巖移監測儀器（5）安裝在工作面上覆主要關鍵巖層位置處，并在其安裝位置對應地表處沿工作面走向和傾向布置地表沉降觀測點（6）進行初次觀測；

c.在工作面（1）開采前，在鉆孔電視觀測孔（2）、地表瓦斯抽放鉆孔、探放水孔中，任意選取多個鉆孔進行孔間CT探測儀器（7）的安裝，其中一個鉆孔作為發射孔，其他任意多個鉆孔為接收孔，并進行初次探測，掌握工作面（1）開采前巖層裂隙發育特征；

d. 隨工作面（1）開采，在采空區內對應每一“三位一體”巖移監測孔（4）位置處埋設采空區壓力監測裝置（8），采空區壓力監測裝置（8）安裝有無線發射器，壓力數據通過無線傳輸，同時采用支架工作阻力監測裝置（9）對間隔十架支架工作阻力進行實時監測；

e.隨工作面（1）開采，在巷道（10）中每隔一定距離布置應力監測裝置（11）、應變監測裝置（12）對工作面采場圍巖進行實時監測，同時采用激光掃描裝置對巷道（10）輪廓進行初次掃描，并在工作面巷道（10）范圍內布置微震監測系統（13）對覆巖破斷范圍及其釋放能量強度進行實時記錄；

f.隨工作面（1）開采，實時對各監測數據進行記錄，并設立預警預報軟件系統，當支架工作阻力數據或采空區壓力數據超過設定最大值時軟件系統發生報警，此時，查看其它監測數據，若微震監測系統（13）監測得到巖層釋放能量小于10⁵J，鉆孔電視（3）、孔間CT探測儀器（7）、巖移監測儀器（5）同時監測得到巖層垮落范圍不明顯，且激光掃描發現巷道（10）變形速率小于0.1m/d，則解除警報，否則則在工作面及巷道范圍內采取加強支護措施；

g.隨工作面（1）開采，實時對各監測數據進行記錄，若雖預警預報軟件系統未發生報警，但監測得到以下現象任意兩者出現，則人工啟動警報，在工作面及巷道范圍內加強支護措施：①微震監測系統（13）得到巖層釋放能量超過10⁶J，且根據鉆孔電視數據發現是關鍵層破斷；②激光掃描發現巷道（10）變形速率超過0.3m/d-0.5m/d；③采空區壓力數據短時間出現急速增加，且根據鉆孔電視數據發現是關鍵層破斷；④鉆孔電視（3）、孔間CT探測儀器（7）、巖移監測儀器（5）監測得到巖層垮落范圍大；⑤工作面支架工作阻力短時間出現急速增加；⑥工作面瓦斯抽采孔瓦斯短時間出現急劇增加，氣流極不穩定；

h.采用上述方法對監測數據進行綜合分析，直至工作面（1）開采結束，臨近下一工作面（14）開采時，采用同樣的方法進行監測，并同時對上一已開采結束工作面（1）的地表沉降數據、巖移數據、孔間CT數據進行繼續監測，分析臨近下一工作面（14）開采時大空間范圍內覆巖運移特征。

2.根據權利要求1所述的煤礦開采巖層運動大空間原位監測方法，其特征在于：步驟a中鉆孔電視觀測孔（2）的間距為50m；步驟b中每組“三位一體”巖移監測孔（4）之間的距離為150m，每組中的“三位一體”巖移監測孔（4）的間距為50m，走向、傾向各布設11個地表沉降觀測點（6），各地表沉降觀測點（6）間距為20m；步驟e中應力監測裝置（11）之間、應變監測裝置（12）之間的間隔為150m。

3.根據權利要求2所述的煤礦開采巖層運動大空間原位監測方法，其特征在于：步驟e中共布置五個應力監測裝置（11）、五個應變監測裝置（12）。