[發(fā)明專利]礦山地表渣堆對井下巷道穩(wěn)定性影響的評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011326113.2
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112483175B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈榮喜;李太訓(xùn);王學(xué)兵;王恩元;薛永生;戴磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21D9/14;E21B47/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

本發(fā)明公開一種礦山地表渣堆對井下巷道穩(wěn)定性影響的評價方法，屬于煤巖安全技術(shù)領(lǐng)域。在地表渣堆堆積前，預(yù)先在渣堆設(shè)計位置下方的煤巖體中安設(shè)三向應(yīng)力傳感器，連續(xù)10天測量三向應(yīng)力數(shù)據(jù)，計算渣堆堆積前煤巖的三向應(yīng)力變化率，并由此確定渣堆堆積前巷道處于穩(wěn)定狀態(tài)時的應(yīng)力變化率基準(zhǔn)值；在地表渣堆堆積過程中及堆積后，連續(xù)實時監(jiān)測計算煤巖的三向應(yīng)力值及其變化率，并與基準(zhǔn)值對比，由此實現(xiàn)渣堆下巷道穩(wěn)定性的動態(tài)分級評價與安全管控。該方法簡單便捷、實用高效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種評價方法，特別涉及礦山地表渣堆對井下巷道穩(wěn)定性影響的評價方法。

背景技術(shù)

井下巷道是礦井安全生產(chǎn)的重要通道，巷道穩(wěn)定與否直接影響著礦井能否正常生產(chǎn)、作業(yè)人員安全通道是否暢通可靠。巷道圍巖應(yīng)力決定著巷道變形量、頂板離層的大小，進(jìn)而決定著巷道的穩(wěn)定與否。巷道圍巖應(yīng)力大小主要受埋深、地質(zhì)構(gòu)造、采掘活動等因素的影響，當(dāng)埋深逐漸增大，圍巖應(yīng)力值也隨之增大。我國大部分的井工煤礦地表需堆積大量的矸石，這些矸石堆積過程中形成的渣堆高度不斷增長，渣堆范圍不斷擴(kuò)大，其下方的巷道圍巖應(yīng)力值將不斷變化，巷道的穩(wěn)定性也將隨之發(fā)生改變，一旦巷道失穩(wěn)不僅會影響礦井正常生產(chǎn)，還會造成重大人員傷亡。

目前，關(guān)于巷道穩(wěn)定性監(jiān)測和評價的方法主要集中于巷道頂?shù)装濉蓭鸵平考绊敯咫x層量等圍巖變形監(jiān)測方面，該類方法雖具有簡單直觀的優(yōu)點，但巷道圍巖大變形發(fā)生時即意味著巷道已處于不穩(wěn)定狀態(tài)，此時再采取防控措施已晚，不能及時保證巷道的穩(wěn)定安全。巷道圍巖變形是應(yīng)力變化的結(jié)果，圍巖應(yīng)力變化早于變形，及時根據(jù)應(yīng)力的變化評價巷道的穩(wěn)定性，能夠較早發(fā)現(xiàn)巷道穩(wěn)定性的變化及異常，對于保證巷道的穩(wěn)定安全、避免頂板事故的發(fā)生具有重要意義。

因此，研究一種基于應(yīng)力變化的礦山地表渣堆對井下巷道穩(wěn)定性影響的實時動態(tài)評價方法，對保障礦井安全生產(chǎn)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)中的不足，提供一種操作簡單、實用高效的礦山地表渣堆對井下巷道穩(wěn)定性影響的評價方法，可以及時動態(tài)評價礦山地表渣堆對巷道穩(wěn)定性的影響程度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的礦山地表渣堆對井下巷道穩(wěn)定性影響的評價方法，其包括步驟如下：

步驟一、在地表渣堆堆積前，預(yù)先在渣堆設(shè)計范圍中心區(qū)域下方的重要巷道，如進(jìn)風(fēng)行人大巷、進(jìn)風(fēng)行人上山、回風(fēng)大巷，或者易受渣堆堆積影響的煤巷中布置四個測試點，四個測試點兩兩一組分別布置在煤巷兩側(cè)；

步驟二、在測試點處施工測試鉆孔，在每個測試鉆孔中都安裝三向應(yīng)力傳感器，將三向應(yīng)力傳感器與數(shù)據(jù)采集儀連接，三向應(yīng)力傳感器包括X向彈片(3-1)、Y向彈片(3-2)和Z向彈片(3-3)，數(shù)據(jù)采集儀對每個三向應(yīng)力傳感器進(jìn)行連續(xù)10天的實時測量和記錄；

步驟三、將數(shù)據(jù)采集儀測量和記錄連續(xù)10天的三向應(yīng)力數(shù)據(jù)傳輸至計算機(jī)，計算機(jī)利用公式：分別計算每個三向應(yīng)力傳感器監(jiān)測到的X方向的應(yīng)力變化率P_x、Y方向的應(yīng)力變化率P_y和Z方向的應(yīng)力變化率P_z；式中，Δσ_x為X方向上的應(yīng)力變化，Δσ_y為Y方向上的應(yīng)力變化，Δσ_z為Z方向上的應(yīng)力變化，Δt為應(yīng)力數(shù)據(jù)采集間隔時間；