[發明專利]采礦滑裂面變形監測方法

有效

• 申請號: 201811057426.5
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109211179B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 尤志嘉;唐振江;王文茂;馬章印;崔強;李施慶;鄧振偉;曲偉勛
• 申請（專利權）人: 福建工程學院;嵩縣山金礦業有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01B21/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

本發明公開了一種采礦滑裂面變形監測方法，它主要是在采礦滑裂面的上下盤之間布置三個位移傳感器，每間隔一定時間，采集一次三個位移傳感器的位移量數據，通過三個位移傳感器的位移量、計時時間以及傳感器間隔距離計算出生產期間采礦滑裂面上下盤二維變形參數，利用這些變形參數綜合分析圍巖穩定狀態，揭示采礦滑裂面的運動規律，指導礦山安全高效開采。

技術領域

本發明涉及礦山巷道變形測試技術。

背景技術

隨著淺部礦產資源的日益枯竭，深部開采已成為地下礦山開采的必然趨勢。深部開采過程中巷道和采場圍巖處在高地應力和高熔巖水壓的復合應力環境中，所以經常出現采礦滑裂面。采礦滑裂面是采礦(尤其是金屬礦山)過程中，礦體上下盤產生相對移動形成的完整的結構面。由于礦體是傾斜的，因此結構面往往呈斜面狀態。習慣地，滑裂面之上的巖體稱為上盤、之下的巖體稱為下盤。當巷道穿過滑裂面時，滑裂面的變形對巷道的穩定性有重要的影響。在巷道中的滑裂面，其上下盤相對變形有三個位移分量，即：沿巷道軸向位移分量、沿巷道橫向位移分量和相對轉動位移分量。通過對巷道滑裂面上下盤相對位移監測，可以預測滑裂面長期位移趨向，判斷巷道穩定性，預報險情，防范于未然。同時通過精確的監測，可以研究滑裂面變形機理，為礦井制定合理的開采方法和開采順序提供可靠的依據。因此，對滑裂面變形的監測對礦井的安全生產有重要的意義。

隨著采礦的進行，上、下盤不斷進行位移，而且這種位移有沿巷道軸向的變形、也有沿巷道環向的變形，以及上、下盤之間的相互轉動等，上述變形量、轉角和變形速度等參數對采礦巷道和采場產生重要的影響，尤其在生產期間，直接威脅人身安全。變形監測是評估圍巖穩定性的重要方式，是揭示礦山采場巖體變形規律的科學手段。因此，在生產期間對采礦滑裂面進行變形監測，取得變形參數，對于綜合分析圍巖穩定狀態，揭示采礦滑裂面的運動形成規律，指導礦山安全高效開采具有重要的科學和實用價值。

發明內容

為了揭示采礦滑裂面的運動形規律，綜合分析圍巖穩定狀態，本發明提出一種采礦滑裂面變形監測方法。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種采礦滑裂面變形監測方法，其特征在于：

第一步，制作一個長方體反力座和一個直角形拐角支座，拐角支座的兩個拐臂分別稱為拐臂A和拐臂B，要求拐臂A內側的長度大于長方體反力座的寬度，拐臂B內側的長度大于長方體反力座的長度，兩個長度大于值應滿足安裝位移傳感器的尺寸；長方體反力座和拐角體支座上加工上錨固孔；

第二步，在巷道頂板上找到采礦滑裂面的斷裂線，區分出采礦滑裂面的上、下盤，將長方體反力座沿斷裂線方向錨固在上盤上，將拐角支座布置在采礦滑裂面的下盤上，要求拐角支座的拐臂B與長方體反力座的長度方向相對應，拐臂A跨過斷裂線與長方體反力座的一端面相對應，長方體反力座和拐角支座之間留有安裝位移傳感器的距離；

第三步，拐臂B的長度方向上安裝設計間距安裝上兩支位移傳感器，靠近拐臂A一側的位移傳感器為第一位移傳感器，另一支為第二位移傳感器，兩支位移傳感器抵觸在長方體反力座上；拐臂A上安裝上第三位移傳感器，并與長方體反力座的端面相抵觸；

第四步，調整三個位移傳感器初始值均為零或記下三個位移傳感器的初始值，記下開始時間進行監測，等待一定時間t采集三個位移傳感器的位移數據，計算出三個位移量，三個位移量分別記為：w₁、w₂、w₃；

第五步，變形參數的計算：

沿巷道軸向變形量z_b＝(w₁+w₂)/2；

沿巷道軸向變形速度z_s＝z_b/t；

沿巷道橫向變形量h_b＝w₃；