[发明专利]一种煤矿钻孔变形监测实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测钻孔变形实验方法，特别是涉及一种用于煤矿钻孔变形监测实验方法。

背景技术

随着科学技术的发展，煤矿实验设备也得到了充分的发展，各种实验设备层出不穷，实验条件也得到了极大的改善，进行各种煤矿实验也比较便利。监测煤矿钻孔变形，可以很好的反映在煤层开采过程中的煤体变形量，以及开采过程中煤层的安全开采提供了数据和理论基础。目前研究煤矿安全生产过程中的钻孔变形不能够有效的检测，大多在室内实验的尺度上进行，而这一过程存在很大的人为因素和偶然误差，且运输过程会对煤岩性质有较大的影响，实验设备也会带来一定的误差，从而导致室内实验无法很好的反映煤层开采过程中的钻孔变形，因此有必要设计一种可以在煤层开采现场进行煤矿钻孔变形监测的实验方法，以更好的为煤矿安全开采提供数据和理论支持。

发明内容

为解决煤矿开采过程中，现场实验无法监测深部钻孔变形的问题，本发明设计了一种煤矿钻孔变形监测实验方法，主要包括PE管，钻孔窥视仪，标识长度，后续图形处理程序。通过该实验方法得到煤矿现场开采过程中钻孔变形的实验数据。

所述钻孔布设于煤层开采的过程中的进风巷中，钻孔深度21m左右，钻孔直径在90mm，钻孔距离底板高度1.2m。

进一步地，准备好21m左右的PE管，分成3段，管外径80mm，在每段PE管的顶头的内表面平行圆周贴上标识长度，长度为50mm。PE管具有一定的抗压，而且具有较好的弹性，当遇到外界压力时，容易产生变形，却不容易破坏，从而可以用于记录检测钻孔变形。

进一步地，在钻孔钻进过程中，时时将PE管伸入钻孔中，相邻管之间间距0.1m。不同的深度的PE管中的标识长度，用以监测不同钻孔深度的钻孔变形。

进一步地，在PE管和钻孔之间的空隙中进行注浆，这样可以保证钻孔与PE管外表面有良好的接触，从而保证PE管可以真实的反应钻孔变形量。

进一步地，在煤层开采过程中，每日用钻孔窥视仪伸进PE管中，在不同深度的标识长度处对PE管的内表面拍照。

进一步地，用Matlab对钻孔窥视仪拍的图片进行后处理，将PE管的内表面边缘沿边缘展开成线，量测该线的长度为L₁。

进一步地，用Matlab对钻孔窥视仪拍的图片进行后处理，将PE管的内表面的标识长度沿边缘展开成线，量测该线的长度为L₂。

进一步地，通过比例尺计算可以得到PE管的内表面边缘的真实长度L₃，计算公式为L₃＝L₁*50/L₂(mm)。

进一步地，通过计算本次计算长度与上一次计算长度的差值可以计算出相应深度的钻孔变形长度，从而测得钻孔应变。

所述的一种煤矿钻孔变形监测实验方法，通过现场监测获得钻孔内壁的窥视图，通过图片处理技术计算得到钻孔变形量。

本发明的优点与效果是：

本发明方法为原位实验方法，在作业现场即可完场，不仅节省了人力、物力和财力，而且避免了大型实验设备所带来的各种误差，实验周期短，合理经济。

本发明方法结构简单，易操作，可以同时进行多组实验，且能够真实反映现场煤层开采过程中，钻孔的时时环向变形量，可准确采集获取钻孔应变和煤岩体变形量，为煤矿安全绳厂提供理论基础。其结构紧凑，成本较低，数据准确，使用范围广，具有广泛的适用性。

本发明方法使得钻孔处于开挖煤层中，更加符合煤层开采过程中的应力路径，更能真实的反应开挖过程中的钻孔环向变形量。

附图说明

图1为本发明方法的主视结构示意图；

图2为本发明方法的俯视结构示意图。

图中：1、煤岩体，2、煤体钻孔，3、PE管，4、标识长度，5、注浆区，6、钻孔窥视仪。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明作详细说明。