[發(fā)明專利]一種煤礦開(kāi)采誘發(fā)巖移的監(jiān)測(cè)與模擬分析方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011641360.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112648955A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高啟強(qiáng);管彥太;趙寶相;趙仁樂(lè);宋繼通;劉記強(qiáng);劉光饒;李春平;孫建國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01B21/02
• 分類號(hào): G01B21/02;G01B21/18;G01B21/32;G01B21/24
• 代理公司: 北京八月瓜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 白鶴

1.一種煤礦開(kāi)采誘發(fā)巖移的監(jiān)測(cè)與模擬分析方法，其特征在于，包括以下步驟：采用鉆孔測(cè)斜儀進(jìn)行巖體水平位移的原位監(jiān)測(cè)；

通過(guò)傳感器測(cè)頭內(nèi)的擺錘受重力作用影響來(lái)逐段測(cè)量鉆孔軸線與鉛垂線之間的夾角；

利用幾何關(guān)系分段計(jì)算得到鉆孔軸線相對(duì)于鉛垂線的水平偏移量，再將各段水平偏移量累加得到總偏移量及沿管軸線整個(gè)孔深位移的變化情況；

每隔一定時(shí)間逐段測(cè)量鉆孔軸線與鉛垂線夾角，通過(guò)計(jì)算鉆孔軸線相對(duì)于鉛垂線偏移量的變化量精確地確定鉆孔所在區(qū)域巖體變形的大小、方向、深度和速率參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦開(kāi)采誘發(fā)巖移的監(jiān)測(cè)與模擬分析方法，其特征在于，采用鉆孔測(cè)斜儀進(jìn)行巖體水平位移的原位監(jiān)測(cè)包括以下步驟：

將鉆孔測(cè)斜儀的探管置于鉆孔內(nèi)壁且與孔壁緊密貼合，探管能隨周圍巖體的變形而產(chǎn)生協(xié)調(diào)變形；

鉆孔測(cè)斜儀的傳感器測(cè)頭在測(cè)斜管中往返滑動(dòng)，由預(yù)先確定了方向的導(dǎo)向槽控制傳感器的方向。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦開(kāi)采誘發(fā)巖移的監(jiān)測(cè)與模擬分析方法，其特征在于，水平偏移量的計(jì)算步驟為：

每隔標(biāo)距L測(cè)一次傾斜讀數(shù)，設(shè)某深度測(cè)得某方向的傾斜角為θ_h，由于標(biāo)距L是固定不變并且已知的，根據(jù)正弦關(guān)系將即可將傾斜角轉(zhuǎn)變?yōu)樵撋疃葴y(cè)斜管軸線相對(duì)于鉛垂線的水平偏移量，即：

I_h＝L·sinθ_h

總偏移量的計(jì)算步驟為：

自測(cè)孔孔底至某深度h逐段累加每個(gè)標(biāo)距內(nèi)的水平偏移量即可得到該深度的總偏移量，即：

式中：h₀為測(cè)孔初始深度，亦即該孔的最大觀測(cè)深度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦開(kāi)采誘發(fā)巖移的監(jiān)測(cè)與模擬分析方法，其特征在于，所述鉆孔的布置方法為：根據(jù)設(shè)計(jì)位置，選擇巖層的穩(wěn)定部位進(jìn)行鉆孔；在鉆進(jìn)過(guò)程中邊鉆邊下放護(hù)壁套管。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤礦開(kāi)采誘發(fā)巖移的監(jiān)測(cè)與模擬分析方法，其特征在于，當(dāng)鉆孔的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，先在孔口位置先打大直徑的鉆孔，然后放入與大直徑鉆孔相應(yīng)直徑的套管進(jìn)行護(hù)壁，接著在大直徑的孔底打小直徑的鉆孔，再下放與小直徑鉆孔相應(yīng)直徑的套管護(hù)壁，直至設(shè)計(jì)深度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤礦開(kāi)采誘發(fā)巖移的監(jiān)測(cè)與模擬分析方法，其特征在于，所述護(hù)壁與鉆孔孔壁之間的空隙為1～3mm。

7.一種煤礦開(kāi)采誘發(fā)巖移的監(jiān)測(cè)與模擬裝置，其特征在于，包括鉆孔測(cè)斜儀，所述鉆孔測(cè)斜儀包括傳感器測(cè)頭、探管和鉆孔；

所述探管設(shè)置在鉆孔內(nèi)，所述傳感器測(cè)頭內(nèi)設(shè)置有擺錘；

所述傳感器測(cè)頭包括滑輪，所述探管內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)向槽，所述傳感器測(cè)頭的滑輪沿導(dǎo)向槽滑動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤礦開(kāi)采誘發(fā)巖移的監(jiān)測(cè)與模擬裝置，其特征在于，所述鉆孔為階梯孔，該階梯孔包括大直徑鉆孔和小直徑鉆孔；

所述大直徑鉆孔和小直徑鉆孔由外到內(nèi)依次設(shè)置。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤礦開(kāi)采誘發(fā)巖移的監(jiān)測(cè)與模擬裝置，其特征在于，所述鉆孔內(nèi)設(shè)置有多段護(hù)壁套管，護(hù)壁導(dǎo)管之間通過(guò)法蘭連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煤礦開(kāi)采誘發(fā)巖移的監(jiān)測(cè)與模擬裝置，其特征在于，所述大直徑鉆孔的直徑為110～130mm；所述小直徑鉆孔的直徑為75～89mm。