[发明专利]远程测控底板岩层破坏深度监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种远程测控底板岩层破坏深度监测方法，属于矿井开采及灾害监测方法领域。 

技术背景

煤矿开采过程中，若底板岩层下存在暗河、溶洞或高承压水，有底板承压水突入采掘工作空间，导致矿井水害事故发生的风险，而底板岩层突水与采动中底板破坏状况直接相关。 

目前，国内外有关底板岩层破坏深度的现场监测方法常用的主要有两种，分别为注水试验法和声波探测法两种。 

注水试验法根据底板岩体裂隙发育情况和注水量有直接关系，注水量大，则反映出岩体裂隙发育，连通性好，因此可通过煤层底板采动前后钻孔注水段内注入水量的多少来预测底板岩体裂隙发育及破坏深度。 

声波测试技术是基于声波在不同介质内传播时，波速、振幅等参数也相应不同的原理，人为地向底板岩层发射声波，并通过观测声波在岩层中的传播情况和波速、振幅的变化特性，进而推测出底板岩层的破坏情况。 

现有方法各自存在不同缺陷。注水试验简单、直观，应用较广，但岩体亲水性不同，且受到岩体中孔隙影响，测量误差较大。声波探测法不能区分底板岩层中的原有裂隙和采动形成的新裂隙，测量误差较大。另外上述两者方法均只能监测采动过程中随工作面推进顶板未跨落之前采场底板岩层测点的破坏状况，待工作面推过监测点后，因顶板跨落后人员无法靠近测点而无法测量，不能反映出工作面在整个推进过程中底板测点岩层破坏的发展演变规律。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种底板岩层破坏深度的远程监测方法。该方法能够实时连续监测整个采动过程不同位置底板岩层破坏情况和破坏深度，及时干预生产，预防底板突水事故。 

技术解决方案： 

本发明为采动过程中随工作面推进顶板未跨落之前和工作面推过监测点顶板跨落之后采场底板岩层测点的破坏状况连续监测，整个采动过程通过监测系统对测点处的岩石裂隙位移和温度进行监测。 

所述监测系统包括：煤层底板岩层钻孔、振弦式岩石裂隙仪、温度传感器，信号采集单元、信号传输电缆线、读数仪，在巷道内至少设四个监测站，监测站底板上设有钻孔，钻孔内设有岩石裂隙仪及温度传感器，岩石裂隙仪、温度传感器通过传输电缆线分别与工作面停 采线外读数仪连接，传输电缆线置于保护钢管内，钻孔灌浆。 

所述岩石裂隙仪和温度传感器粘附安装在一起。 

所述监测系统将底板岩层裂隙变形信号、温度信号通过传输、转换显示在读数仪上。 

本发明远程测控底板岩层破坏深度监测方法，其特征在于整个采动过程中测点处的岩石裂隙位移监测和温度监测。  

远程测控底板岩层破坏深度监测方法优点是： 

①综合测定了裂隙变形信号和温度信号，信号采集快，读数误差小。 

②实现了整个采动过程中连续监测，仪器安装完毕后，监测人员不需要再进入工作面，安全性好。 

③仪器安装方便，监测系统可靠，对采煤现场条件要求低，便于推广使用。 

远程测控底板岩层破坏深度监测方法综合了采矿技术、传感器技术、信息处理技术等学科的技术，在克服现有监测方法缺陷基础上，直接测定整个工作面开采过程中煤层底板的活动规律，监测数据反映出顶板活动规律对底板岩层破坏深度的影响，为预测煤层底板突水和安全生产打下基础。 

附图说明

图1为本发明安装位置图； 

图2为本发明系统结构示意图。 

具体实施方式

实施例 

本发明为采动过程中随工作面推进顶板未跨落之前和工作面推过监测点顶板跨落之后采场底板岩层测点的破坏状况连续监测，整个采动过程通过监测系统对测点处的岩石裂隙位移和温度进行监测。 

监测系统由埋设在煤层底板岩层钻孔中的振弦式岩石裂隙仪、温度传感器，信号采集单元、信号传输电缆线及读数仪构成。 

本发明分别在工作面初次来压步距处、工作面第一次周期来压步距处、工作面最后一次周期来压步距处及工作面停采线处至少设四个监测站。监测站布置在工作面运输巷（或材料巷）7一侧侧壁上，侧壁设一个钻窝，钻窝底板6上设有钻孔1，钻孔1深度20米，从钻孔1入口处每隔3米及钻窝底板6下不同岩层交界面处分别设有一个振弦式埋入型岩石裂隙仪及一个温度传感器2，温度传感器粘附于岩石裂隙仪一侧，岩石裂隙仪通过细绳串联绑扎后轻轻放入钻孔1内，振弦式岩石裂隙仪、温度传感器2通过传输电缆线4分别与工作面停采线外读数仪8连接，传输电缆线4置于保护钢管5内，整个钻孔灌浆，48小时后灌浆液3完 全凝固后读数。 

监测过程：