[发明专利]一种在倾斜被保护煤层内测定膨胀变形率的方法

说明书

本发明专利涉及一种在倾斜被保护煤层内测定膨胀变形率的方法，属于煤矿井下瓦斯防治领域。其实现装置包括顶板监测装置、底板监测装置、激光测距仪和水平校准仪。所述顶板监测装置和底板监测装置安装完成后处于同一铅垂线相交的巷道顶底板。所述激光测距仪用于测量顶板监测装置和底板监测装置之间的距离。所述水平校准仪用于检测顶底板监测装置上的刚性监测板安装是否水平。其测定方法是借助上述装置测得保护层开采后倾斜被保护煤层巷道的变形量，再结合倾斜被保护煤层的厚度、倾角、巷道的高度等数据，计算得到倾斜被保护煤层的膨胀变形率。本发明专利解决了无法在倾斜被保护煤层内直接测定膨胀变形量的难题，具有操作简单、精度高等优点。

技术领域

本发明专利涉及煤矿井下瓦斯防治领域，具体涉及一种在倾斜被保护煤层内测定膨胀变形率的方法。

背景技术

我国深部煤层普遍具有高地应力、高瓦斯压力、高温和低透气性的特征，导致深部煤层煤与瓦斯突出灾害严重。开采倾斜突出煤层应优先选择保护层开采，在开采保护层时，富瓦斯倾斜被保护煤层会产生卸压，透气性增加，通过进一步预抽瓦斯可消除或降低倾斜被保护煤层突出危险性。

膨胀变形率是衡量倾斜被保护煤层卸压增透效果的主要指标之一。目前，测定倾斜被保护煤层膨胀变形率的方法主要采用深部基点法。受采掘布局影响，深部基点法的施工地点一般设置在开采煤层的临近煤层，从临近煤层巷道向被保护煤层打穿层钻孔来测定倾斜被保护煤层的膨胀变形量。但是，当临近煤层巷道与被保护煤层距离较远时，穿层钻孔施工的难度会成倍增加，膨胀变形率测定误差也随着煤层的层间距越来越大。因此，如果倾斜被保护煤层已掘出巷道，在倾斜被保护煤层巷道内测定膨胀变形率是现场工程技术人员的首要选择。但现有技术方法中，尚缺少在倾斜被保护煤层内测定膨胀变形率的方法。

发明内容

本发明专利的目的是提供一种在倾斜被保护煤层内测定膨胀变形率的方法，该方法能够直接在倾斜被保护煤层内测定其膨胀变形量，用于定量化评估倾斜被保护煤层的卸压增透效果。

本发明专利采用技术方案如下：

一种在倾斜被保护煤层内测定膨胀变形率的方法，该方法基于下列四个装置实现，分别为：顶板监测装置、底板监测装置、激光测距仪和水平校准仪。

所述顶板监测装置是由固定式螺纹锚杆、连接式螺纹锚杆、花篮螺丝、蝶形螺栓、刚性监测板和固定螺丝帽组成。所述固定式螺纹锚杆杆体附有螺纹，施工完成后固定于巷道的顶板处；所述连接式螺纹锚杆杆体附有螺纹，其用于连接花篮螺丝与刚性监测板；所述的刚性监测板有垂直于板体的四个孔洞，分别位于刚性监测板的四个角，使用时需将连接式螺纹锚杆穿进孔洞，再将固定螺丝帽旋进连接式螺纹锚杆，使连接式螺纹锚杆与刚性监测板垂直；所述花篮螺丝开有三个螺丝孔，其中上下两侧的一侧与固定式螺纹锚杆相连，另一侧与连接式螺纹锚杆相接，花篮螺丝侧边的螺丝孔用于连接蝶形螺栓；所述蝶形螺栓用于固定刚性监测板的位置，待刚性监测板调整至水平后旋紧蝶形螺栓。

所述底板监测装置与所述顶板监测装置具有相同的结构，两者在安装完成后分别处于同一铅垂线相交的巷道顶底板。

所述激光测距仪用于测量同一铅垂线上固定在的巷道顶板和巷道底板的刚性监测板之间的距离。

所述水平校准仪用于安装过程中对刚性监测板进行调整，使得刚性监测板水平。

一种在倾斜被保护煤层内测定膨胀变形率的方法，包括如下步骤：

S001保护层开采前，安装顶板监测装置和底板监测装置。首先将四根连接式螺纹锚杆穿过刚性监测板预留的四个孔洞，将固定螺丝帽从刚性监测板下方旋进连接式螺纹锚杆，使连接式螺纹锚杆与刚性监测板垂直。

S002将连接式螺纹锚杆上方连接花篮螺丝上下两侧的一侧。

S003将花篮螺丝的另一侧连接固定式螺纹锚杆，之后将固定式螺纹锚杆固定于巷道顶板处。