[发明专利]一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统

说明书

本发明提供一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统，包括数据采集部、比对部和反馈部；其中：所述数据采集部将采集的结合环面、结合面以及覆岩厚度方向的数据回传至比对部；所述比对部绘制出结合环面的移动变形随时间变化的曲线以及得出充填物的平均沉降率；并根据预先存储的参考数据，得出各个参数随时间变化的一组差值曲线，对每个参数的差值曲线定期进行分析，对结合环面以及填充物的变化对覆岩的移动变形进行贡献率分配；所述反馈部采用倒推的形式，得出目标时间节点处如何采用参数补偿的形式来阻止覆岩的移动变形。本发明的覆岩移动变形监测系统通过对差值和贡献率分配进行对应，准确地分析出覆岩的移动变形。

技术领域

本发明涉及煤矿安全监测领域，具体涉及一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统。

背景技术

煤矿采空区是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤研石等开采完成后留下的空洞或空腔。对于采空区如不进行及时处理，一定时间之后会造成地面沉降，在地表形成塌陷坑，或者由于采空区内的封闭环境的气体之间繁盛反应造成爆炸等灾害。

目前对于采空区的处理主要有两个阶段，采空区形成较前期主要是对采空区进行如木桩支撑或者锚杆固定等形式的加固处理，其主要作用是为了继续向纵深开采，但是一旦开采的成本超出了开采者所能负担的上限，采空区的规模就基本定型。为了防止前述煤矿采空区存在的安全隐患，目前普遍采用充填料对其进行回填之后进行封闭的方式来在一定程度上减少采空区导致的地表现象以及灾害。

目前对于覆岩移动变形的监测普遍集中于开采过程中，如发明专利(103267601A)公开了一种采空区覆岩运动稳定性监测系统及稳定性监测判别方法，主要是根据工作面的推进实时监测采空区覆岩的压力和沉降值，进而利用监测数据得到采场覆岩运动稳定的状态及时间。且目前对于覆岩的监测普遍采用多点埋设观测以及对单点的移动变形进行多参数监测，通过分析具有一定规模的数据群来评价覆岩的性能的方法，布置施工难度大，且不能对填充后的覆岩的整体性能进行全面的分析，监测方案亟待进一步优化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统，旨在准确评价充填后的覆岩变形状况。

本发明采用的技术方案具体为：

一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统，包括数据采集部、比对部和反馈部；其中：

所述数据采集部主要包括：

第一数据采集单元，用于采集覆岩的外缘与围岩的结合环面处的移动变形数据，

并将移动数据回传至比对部；

第二数据采集单元，用于实时采集覆岩的下表面与填充层的结合面的移动变形数据，并将移动数据回传至比对部；

第三数据采集单元，用于采集覆岩厚度方向的移动变形数据，并将移动数据回传至比对部；

一方面，所述比对部实时记录第一数据采集单元的数据，绘制出结合环面的移动变形随时间变化的曲线，以及周期性接收第二数据采集单元的数据，根据总沉降高度与记录周期的比值得出充填物的平均沉降率；

另一方面，所述比对部预先对静态的覆岩沿厚度方向进行分析后将相关参数进行存储作为参考数据，通过与第三数据采集单元的对应参数的数据进行比对，得出各个参数随时间变化的一组差值曲线，对每个参数的差值曲线定期进行分析，参考第一数据采集单元以及第二数据采集单元的回传数据，对结合环面以及填充物的变化对覆岩的移动变形进行贡献率分配；

所述反馈部采用倒推的形式，得出目标时间节点处如何采用参数补偿的形式来阻止覆岩的移动变形。

在上述煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统中，所述结合环面处的移动变形数据反映了在填充状态下，围岩环境对覆岩的挤压或者流动挤压，第一数据采集单元通过红外探测的方式采集参数。