[發(fā)明專利]一種在水平被保護煤層內(nèi)測定膨脹變形率的方法

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• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113091629A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 徐超;楊港;王凱;王逸夫;付強;孫浩石;秦亮亮;曹明月
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學（北京）
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明專利涉及一種在水平被保護煤層內(nèi)測定膨脹變形率的方法，屬于煤礦井下瓦斯防治領域。其實現(xiàn)裝置包括頂板監(jiān)測裝置、底板監(jiān)測裝置、激光測距儀和水平校準儀。所述頂板監(jiān)測裝置和底板監(jiān)測裝置安裝完成后處于同一鉛垂線相交的巷道頂?shù)装濉Ｋ黾す鉁y距儀用于測量頂板監(jiān)測裝置和底板監(jiān)測裝置之間的距離。所述水平校準儀用于檢測頂?shù)装灞O(jiān)測裝置上的剛性監(jiān)測板安裝是否水平。其測定方法是借助上述裝置測得保護層開采后水平被保護煤層巷道的變形量，再結合水平被保護煤層的厚度、巷道的高度等數(shù)據(jù)，計算得到水平被保護煤層的膨脹變形率。本發(fā)明專利解決了無法在水平被保護煤層內(nèi)直接測定膨脹變形量的難題，具有操作簡單、精度高等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明專利涉及煤礦井下瓦斯防治領域，具體涉及一種在水平被保護煤層內(nèi)測定膨脹變形率的方法。

背景技術

我國深部煤層普遍具有高地應力、高瓦斯壓力、高溫和低透氣性的特征，導致深部煤層煤與瓦斯突出災害嚴重。開采水平突出煤層應優(yōu)先選擇保護層開采，在開采保護層時，富瓦斯水平被保護煤層會產(chǎn)生卸壓，透氣性增加，通過進一步預抽瓦斯可消除或降低水平被保護煤層突出危險性。

膨脹變形率是衡量水平被保護煤層卸壓增透效果的主要指標之一。目前，測定水平被保護煤層膨脹變形率的方法主要采用深部基點法。受采掘布局影響，深部基點法的施工地點一般設置在開采煤層的臨近煤層，從臨近煤層巷道向被保護煤層打穿層鉆孔來測定水平被保護煤層的膨脹變形量。但是，當臨近煤層巷道與被保護煤層距離較遠時，穿層鉆孔施工的難度會成倍增加，膨脹變形率測定誤差也隨著煤層的層間距越來越大。因此，如果水平被保護煤層已掘出巷道，在水平被保護煤層巷道內(nèi)測定膨脹變形率是現(xiàn)場工程技術人員的首要選擇。但現(xiàn)有技術方法中，尚缺少在水平被保護煤層內(nèi)測定膨脹變形率的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專利的目的是提供一種在水平被保護煤層內(nèi)測定膨脹變形率的方法，該方法能夠直接在水平被保護煤層內(nèi)測定其膨脹變形量，用于定量化評估水平被保護煤層的卸壓增透效果。

本發(fā)明專利采用技術方案如下：

一種在水平被保護煤層內(nèi)測定膨脹變形率的方法，該方法基于下列四個裝置實現(xiàn)，分別為：頂板監(jiān)測裝置、底板監(jiān)測裝置、激光測距儀和水平校準儀。

所述頂板監(jiān)測裝置是由固定式螺紋錨桿、連接式螺紋錨桿、花籃螺絲、蝶形螺栓、剛性監(jiān)測板和固定螺絲帽組成。所述固定式螺紋錨桿桿體附有螺紋，施工完成后固定于巷道的頂板處；所述連接式螺紋錨桿桿體附有螺紋，其用于連接花籃螺絲與剛性監(jiān)測板；所述的剛性監(jiān)測板有垂直于板體的四個孔洞，分別位于剛性監(jiān)測板的四個角，使用時需將連接式螺紋錨桿穿進孔洞，再將固定螺絲帽旋進連接式螺紋錨桿，使連接式螺紋錨桿與剛性監(jiān)測板垂直；所述花籃螺絲開有三個螺絲孔，其中上下兩側的一側與固定式螺紋錨桿相連，另一側與連接式螺紋錨桿相接，花籃螺絲側邊的螺絲孔用于連接蝶形螺栓；所述蝶形螺栓用于固定剛性監(jiān)測板的位置，待剛性監(jiān)測板調(diào)整至水平后旋緊蝶形螺栓。

所述底板監(jiān)測裝置與所述頂板監(jiān)測裝置具有相同的結構，兩者在安裝完成后分別處于同一鉛垂線相交的巷道頂?shù)装濉?/p>

所述激光測距儀用于測量同一鉛垂線上固定在的巷道頂板和巷道底板的剛性監(jiān)測板之間的距離。

所述水平校準儀用于安裝過程中對剛性監(jiān)測板進行調(diào)整，使得剛性監(jiān)測板水平。

一種在水平被保護煤層內(nèi)測定膨脹變形率的方法，包括如下步驟：

S001保護層開采前，安裝頂板監(jiān)測裝置和底板監(jiān)測裝置。首先將四根連接式螺紋錨桿穿過剛性監(jiān)測板預留的四個孔洞，將固定螺絲帽從剛性監(jiān)測板下方旋進連接式螺紋錨桿，使連接式螺紋錨桿與剛性監(jiān)測板垂直。

S002將連接式螺紋錨桿上方連接花籃螺絲上下兩側的一側。

S003將花籃螺絲的另一側連接固定式螺紋錨桿，之后將固定式螺紋錨桿固定于巷道頂板處。