[发明专利]一种底鼓监测方法

说明书

技术领域

本发明属于岩体工程监测领域，尤其涉及一种底鼓监测方法。

背景技术

受采掘工程的影响，巷道顶底板和两帮岩体产生变形并向巷道内产生位移，巷道底板向上隆起的现象即称之为底鼓。底鼓所导致的巷道断面缩小、阻碍运输和行人、妨碍矿井通风，使得许多矿井不得不投入大量的人力和物理去做“挖底”等临时的处理工作，严重的会造成整条巷道的报废，对矿山的生产与安全产生很大的制约。

长期以来，国内外许多专家学者对煤矿巷道底鼓机理和控制技术作了大量的研究工作，提出了许多底鼓控制技术。研究表明，引起巷道底鼓的因素有很多，其中较为突出的几个因素是底板岩层性质、围岩应力、水理作用、岩体强度和地温等。有效控制底鼓的方法大致分为两类：一类是防止，即采取措施将底鼓量减少到允许的范围内；二是清除底鼓，将巷道已发生底鼓的部分岩石清除，恢复巷道断面积。

由于底鼓的发生会对煤矿的安全高效生产带来一定程度的影响，因此，受到煤矿工程技术人员的普遍重视，得到了较为广泛的研究。目前，人们已经根据巷道底板的不同力学特征，将底鼓机理理想化为4种不同的方式，即：松软破碎底板中的挤压流动性底鼓(假塑性流动型底鼓)、薄层状底板中的挠曲褶皱性底鼓、完整厚层状底板中的剪切错动性底鼓、膨胀软岩中的遇水膨胀性底鼓等。然而，实际情况是：客观地质条件种类繁多，且往往是不同形式的复杂组合体，很少有适合上述4种类型的理想条件，实际巷道中所发生的底鼓也千差万别，难以用4种理想类型机理所解释，尤其是参与底鼓变形破坏的底板岩层的范围以及此范围岩层所发生的破坏类型等是长期以来底鼓防止理论技术难以取得突破性进展的主要障碍之一。

发明内容

本发明实施例提供了一种底鼓监测方法，旨在解决现有技术中对底鼓现象的客观条件的过度简化而导致理论脱离实际，没有监测岩层底板鼓出变形的真实过程机理问题。

一种底鼓监测方法，所述方法包括：

当底鼓变形发生前，横跨巷道开挖过程监测底板槽，形成底板岩层开挖剖面，所述过程监测底板槽用于监测底板岩层发生底鼓的过程；

测量所述开挖剖面中的底板岩层的层理分布、分层厚度及结构的特征状况，并连续观测所述底板岩层的变形过程；

当底鼓变形发生后，开挖比对底板槽，形成底板岩层自然鼓出变形后的开挖剖面，所述比对底板槽用于监测底板岩层发生底鼓后的特征；

测量所述变形后的开挖剖面中底板岩层的特征状况，并与所述过程监测底板槽的观测结果进行对比分析，获得底板岩层鼓出变形破坏的本质。

本发明实施例通过监测巷道岩层底板的鼓出变形情况，提供一种切实可行的能揭示底鼓本质机理的新方法，促进底鼓理论技术体系取得突破性进展，并为解决底鼓现象提供了扎实可靠的依据。

附图说明

图1表示本发明实施例提供的底鼓监测方法的实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例通过将过程监测底板槽的观测结果与比对底板槽测量的特征状况进行比对分析，得出底板岩层鼓出变形破坏的本质机理。

图1示出了本发明实施例提供的底鼓监测方法的实现流程，详述如下：

在步骤S101中，当底鼓变形发生前，横跨巷道开挖过程监测底板槽，形成底板岩层开挖剖面，过程监测底板槽用于监测底板岩层发生底鼓的过程；

在本发明的实施例中，巷道新掘出后底鼓变形发生前，横跨巷道开挖3个间隔50m的过程监测底板槽，过程监测底板槽的几何尺寸：深×宽＝2m×0.5m。

在步骤S102中，测量开挖剖面中的底板岩层的层理分布、分层厚度及结构的特征状况，并连续观测底板岩层的变形过程；

在步骤S103中，当底鼓变形发生后，开挖比对底板槽，形成底板岩层自然鼓出变形后的开挖剖面，比对底板槽用于监测底板岩层发生底鼓后的特征；

在本发明的实施例中，巷道底鼓变形发生后，距离3个过程监测底板槽2m开挖3个比对底板槽。

作为本发明的一个优选实施例，比对底板槽的深度以超出参与鼓出变形的底板岩层厚度为原则，形成底板岩层自然鼓出变形后的开挖剖面。

在步骤S104中，测量变形后的开挖剖面中底板岩层的特征状况，并与过程监测底板槽的观测结果进行对比分析，获得底板岩层鼓出变形破坏的本质。