CN101408420A

CN101408420A - 条带煤柱长期监测方法

Info

Publication number: CN101408420A
Application number: CNA2008101592631A
Authority: CN
Inventors: 陈绍杰; 郭惟嘉; 李法柱; 刘进晓; 曹忠; 温国惠; 蒲志强
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2009-04-15

Abstract

本发明公开提供一种条带煤柱长期监测方法，属于煤矿安全监测领域，包括下述步骤：(1)在条带开采工作面顺槽内煤柱侧钻孔；(2)孔内安设有钻孔压力计和位移监测仪；(3)钻孔压力计和位移监测仪通过通信电缆与地面监测主机相连接；(4)煤柱进去采空区后对煤柱继续监测。其不仅能对煤柱自身的变形和支撑压力进行直接监测，还能对进入采空区后的条带煤柱进行长期监测。

Description

条带煤柱长期监测方法

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，尤其涉及一种条带煤柱的监测方法。

背景技术

在煤矿开采中，条带开采留设的煤柱是一种较为典型的煤柱。由于条带开采仅部分的采出煤层煤炭，保留了部分煤炭，以条带煤柱形式支撑上覆岩层，从而减少覆岩沉陷，达到控制地表沉陷和变形，实现对地表建(构)筑物、地形、地貌及地下结构保护的目的。对进入采空区的条带煤柱进行长期监测，可以研究煤柱的长期稳定性能，评价其对上覆岩层的支撑效果。

对于条带煤柱的监测，通常有如下二种方式：一是在煤柱进入采空区前，对相邻巷道的变形和煤柱的垂向压力进行监测，以此分析条带煤柱的状态；二是在煤柱进入采空区前后，对工作面外临近的区段巷道进行变形和压力监测，以此反推条带煤柱的状态和性能。对于第一种方法，对煤柱的监测和分析仅限于条带煤柱进入采空区之前，而实际上煤柱在进入采空区时和进入采空区后还有很大的变化，所以该方法不能监测和分析条带煤柱长期的状态和性能；对于第二种方法，可以在条带煤柱进入采空区后继续对工作面外临近区段巷道进行监测，以此分析条带煤柱的状态和性能，但该方法监测和研究的直接对象是区段巷道，对条带煤柱是间接推理研究的，由于煤矿地质条件的复杂性，该方法对条带煤柱的研究结果必然存在偏误。

发明内容

本发明的目的是提供一种条带煤柱长期监测方法，其不仅能对进入采空区后的条带煤柱进行长期监测，还能对煤柱自身的变形和支撑压力进行直接监测。

本发明采用的技术方案是：条带煤柱长期监测方法，包括下述步骤：

(1)在条带开采工作面顺槽内煤柱侧钻孔；

(2)孔内安设有钻孔压力计和位移监测仪；

(3)钻孔压力计和位移监测仪通过通信电缆与地面监测主机相连接；

(4)煤柱进去采空区后对煤柱继续监测。

上述步骤(1)中，在条带开采工作面顺槽停采线150内煤柱侧，用钻机钻一排共9个不同深度的钻孔，每个钻孔间隔1米。

上述步骤(2)中，在前三个钻孔内安装位移监测仪，后六个钻孔内安装钻孔压力计。

上述位移监测仪包括三个感应点，分别设置在钻孔的底部、中部和钻孔开口处。

上述钻孔压力计设置在不同的深度处。

上述位移监测仪和钻孔压力计通过通信电缆与工作面外临近的监测分机相连通，监测分机将信号通过通信电缆传输到地面监测主机。

本发明的有益效果是：不仅可以对煤柱自身的变形和支撑压力进行直接监测，还可对条带煤柱的真实状态得到准确的认识，有助于研究条带煤柱的稳定性、正确评估煤柱的支撑效果并优化煤柱尺寸；还可以对进入采空区后的条带煤柱进行长期监测，对条带煤柱进入采空区后的及长时间后的变化情况进行监测，通过将现场监测结果与煤柱试块的室内试验结果相结合，可以进行煤柱失稳预测，另外全部采用仪器进行计算机自动采集数据，保证了数据的准确可靠性。

附图说明

图1为本发明所述的位移监测仪和钻孔压力计的布置平面图；

图2为本发明所述的位移监测仪和钻孔压力计与监测分机和地面监测主机的连接图。

下面结合附图对本发明进行说明：

1为回采工作面；2为采空区；3为停采线；41为区段巷道；42为区段巷道；51为煤柱压力采集分站；52为煤柱位移采集分站；6为通讯电缆；7为留设的条带煤柱；8为煤柱状态监测区域；91、92、93为3个煤柱横向位移监测钻孔；94、95、96、97、98、99为6个煤柱压力监测钻孔；101、102、103、104、105、106为不同深度煤柱位移监测点；111、112、113、114、115、116、为不同深度煤柱压力监测点；12为信号采集主站；13为位移监测仪；14为钻孔压力计；15为监测主机；16为计算机。

具体实施方式

如图1、2所示：

一、在某矿条带工作面开采前，首先在其轨道顺槽停采线内150米以内区域非生产帮即留设侧条带煤柱上设置监测区。采用锚杆钻机在监测区域共设置了9个钻孔，相邻孔间隔均为1米。

二、前3个孔用于监测煤柱横向变形。孔91、92、93深度分别为3米、7米、13米，各孔内均装设1台2测点位移监测仪。3台位移监测仪13可以监测煤柱6个不同深度的横向变形，监测深度分别为1米、3米、5米、7米、10米、13米，如图1中101、102、103、104、105、106。

三、后6个钻孔用于监测煤柱的垂向压力。孔94、95、96、97、98、99深度与位移监测仪的深度相对应，分别为1米、3米、5米、7米、10米、13米，每孔装设1台钻孔压力计14。压力计安装到钻孔底板，监测深度即为钻孔深度。监测位置如图1中111、112、113、114、115、116。

四、将3台位移监测仪串接后经埋在地沟的通讯电缆连接到52煤柱位移采集分站；将6台压力监测仪串接后经埋在地沟的通讯电缆连接到51煤柱压力采集分站。再将两个分站连接到信号采集主站12后经通讯电缆连接到地面的监测主机15和计算机16。

五、监测系统安装好后工作面开始回采，在工作面推到距监测设备约150米时由于超前压力影响系统已经采集到了煤柱变形和承受压力的数据；工作面逐渐推进到监测区域，采集到的煤柱变形和压力逐渐增大；工作面推过监测区域，煤柱变形和压力仍然逐渐增加，但随着工作面离监测区域渐远，采集到的数据变化速率逐渐降低；工作面推采完毕后，继续监测煤柱的变形和压力，采集到的数据仍有小量的变化，实现了长期监测的目的。

当然，本发明的保护范围并不局限于上述实施例，只要是本领域的普通技术人员，根据本发明所作出的未经创造性地改进，就应在本发明保护范围之内。

Claims

1、条带煤柱长期监测方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)在条带开采工作面顺槽内煤柱侧钻孔；

(2)孔内安设有钻孔压力计和位移监测仪；

(4)煤柱进去采空区后对煤柱继续监测。

2、根据权利要求1所述的条带煤柱长期监测方法，其特征在于所述步骤(1)中，在条带开采工作面顺槽停采线150内煤柱侧，用钻机钻一排共9个不同深度的钻孔，每个钻孔间隔1米。

3、根据权利要求1或2所述的条带煤柱长期监测方法，其特征在于所述步骤(2)中，在前三个钻孔内安装位移监测仪，后六个钻孔内安装钻孔压力计。

4、根据权利要求3所述的条带煤柱长期监测方法，其特征在于所述位移监测仪包括三个感应点，分别设置在钻孔的底部、中部和钻孔开口处。

5、根据权利要求3所述的条带煤柱长期监测方法，其特征在于所述钻孔压力计设置在不同的深度处。

6、根据权利要求1所述的条带煤柱长期监测方法，其特征在于所述位移监测仪和钻孔压力计通过通信电缆与工作面外临近的监测分机相连通，监测分机将信号通过通信电缆传输到地面监测主机。