CN103760622A - 一种井下断层活动状态监测方法 - Google Patents

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CN103760622A CN201410016510.8A CN201410016510A CN103760622A CN 103760622 A CN103760622 A CN 103760622A CN 201410016510 A CN201410016510 A CN 201410016510A CN 103760622 A CN103760622 A CN 103760622A
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郭延辉
侯克鹏
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Abstract

本发明涉及一种井下断层活动状态监测方法,属于采动灾害监测技术领域。本发明首先在正断层下盘或者逆断层上盘掘观测硐室;在观测硐室内布设水平中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离且中深孔内安装多点位移计;在垂直于断层面安装锚杆多点应力计、钻孔多点应力计、微震监测系统;通过对数据的实时采集和处理,可监测断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,再将数据直接传输至地表监控中心。本发明能实时监测断层上下盘位移的变化和距断层不同位置垂直于断层面的附加张应力和平行于断层面的附加剪应力的状态等。

Description

一种井下断层活动状态监测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种井下断层活动状态监测方法,属于采动灾害监测技术领域。
背景技术
[0002] 断层作为岩体内的低强度带,受采动影响常常会产生活化现象。断层活化会对井巷围岩产生较为强烈的变形和破坏作用,而由于开采活动引起的断层两盘突然相对错动、弹性应变能突然释放常常会形成矿震等采矿动力灾害,给矿山带来巨大损失,因此,有必要寻求一种断层活动状态监测方法,对断层活动状态做出正确的预判,对采动影响下断层活化诱发围岩滑移失稳做出及时预测预报。
发明内容
[0003] 本发明提供了一种井下断层活动状态监测方法,以用于解决正确及时预判采动影响下断层活动状态的位移、应力及发生破裂的位置和区域的问题。
[0004] 本发明的技术方案是:一种井下断层活动状态监测方法,所述方法的具体步骤如下:
A、在正断层I下盘或者逆断层I,上盘掘观测硐室2 ;
B、在观测硐室2内布设水平中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离兄且中深孔内安装多点位移计3 ;
C、在垂直于断层面分别布设三个中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离S2且三个中深孔内分别安装锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9 ;
D、多点位移计3、锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9通过对数据的实时采集和处理,可监测断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,再将数据直接传输至地表监控中心11 ;
E、地表监控中心11通过对数据进行处理和分析,得到断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,进而判别采动引起的断层活动状态,同时对采动影响下断层活化诱发的动力灾害做出预测预报。
[0005] 所述多点位移计3监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11 ;其中多点位移计3的多点位移计锚固头4之间的间距均为1.5m/2m/2.5m/3m。
[0006] 所述多点位移计锚固头4的个数为2-10个;其中个数为偶数。
[0007] 所述距离兄满足断层处于中间两个多点位移计锚固头4的正中位置。
[0008] 所述锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11,锚杆多点应力计6的锚杆多点应力计传感器5之间的间距与钻孔多点应力计7的钻孔多点应力计传感器8的之间的间距均为0.5m/lm/1.5m/2m。
[0009] 所述锚杆多点应力计传感器5、钻孔多点应力计传感器8的个数为2-10个;其中个数为偶数。
[0010] 所述微震监测系统9的微震监测传感器10之间的间距均为lm_3m。
[0011] 所述微震监测传感器10的个数为2-10个;其中个数为偶数。
[0012] 所述距离S2满足断层处于中间两个传感器的正中位置。
[0013] 本发明的有益效果是:能够实时监测断层上下盘位移的变化和距断层不同位置垂直于断层面的附加张应力和平行于断层面的附加剪应力的状态,将数据直接传输至地表监控中心,通过对数据的分析可有效预测断层活动状态,为采动影响下断层活化诱发滑移失稳形成矿岩动力灾害做出及时的预测预报。
附图说明
[0014] 图1为本发明中正断层各监测点布置示意图;
图2为本发明中逆断层各监测点布置示意图;
图中各标号:1为正断层、P为逆断层、2为观测硐室、3为多点位移计、4为多点位移计锚固头、5为锚杆多点应力计传感器、6为锚杆多点应力计、7为钻孔多点应力计、8为钻孔多点应力计传感器、9为微震监测系统、10为微震监测传感器、11为地表监控中心。
具体实施方式
[0015] 实施例1:如图1-2所示,一种井下断层活动状态监测方法,所述方法的具体步骤如下:
A、在正断层I下盘或者逆断层I,上盘掘观测硐室2;
B、在观测硐室2内布设水平中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离兄且中深孔内安装多点位移计3 ;
C、在垂直于断层面分别布设三个中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离S2且三个中深孔内分别安装锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9 ;
D、多点位移计3、锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9通过对数据的实时采集和处理,可监测断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,再将数据直接传输至地表监控中心11 ;
E、地表监控中心11通过对数据进行处理和分析,得到断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,进而判别采动引起的断层活动状态,同时对采动影响下断层活化诱发的动力灾害做出预测预报。
[0016] 所述多点位移计3监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11 ;其中多点位移计3的多点位移计锚固头4之间的间距均为1.5m。
[0017] 所述多点位移计锚固头4的个数为2个;其中个数为偶数。
[0018] 所述距离兄满足断层处于中间两个多点位移计锚固头4的正中位置。
[0019] 所述锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11,锚杆多点应力计6的锚杆多点应力计传感器5之间的间距与钻孔多点应力计7的钻孔多点应力计传感器8的之间的间距均为0.5m。[0020] 所述锚杆多点应力计传感器5、钻孔多点应力计传感器8的个数为2个;其中个数为偶数。
[0021] 所述微震监测系统9的微震监测传感器10之间的间距均为lm。
[0022] 所述微震监测传感器10的个数为2个;其中个数为偶数。
[0023] 所述距离S2满足断层处于中间两个传感器(锚杆多点应力计传感器5和钻孔多点应力计传感器8)的正中位置。
[0024] 实施例2:如图1-2所示,一种井下断层活动状态监测方法,所述方法的具体步骤如下:
A、在正断层I下盘或者逆断层I,上盘掘观测硐室2;
B、在观测硐室2内布设水平中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离兄且中深孔内安装多点位移计3 ;
C、在垂直于断层面分别布设三个中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离S2且三个中深孔内分别安装锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9 ;
D、多点位移计3、锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9通过对数据的实时采集和处理,可监测断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,再将数据直接传输至地表监控中心11 ;
E、地表监控中心11通过对数据进行处理和分析,得到断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,进而判别采动引起的断层活动状态,同时对采动影响下断层活化诱发的动力灾害做出预测预报。
[0025] 所述多点位移计3监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11 ;其中多点位移计3的多点位移计锚固头4之间的间距均为2m。
[0026] 所述多点位移计锚固头4的个数为6个;其中个数为偶数。
[0027] 所述距离兄满足断层处于中间两个多点位移计锚固头4的正中位置。
[0028] 所述锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11,锚杆多点应力计6的锚杆多点应力计传感器5之间的间距与钻孔多点应力计7的钻孔多点应力计传感器8的之间的间距均为lm。
[0029] 所述锚杆多点应力计传感器5、钻孔多点应力计传感器8的个数为8个;其中个数为偶数。
[0030] 所述微震监测系统9的微震监测传感器10之间的间距均为2m。
[0031] 所述微震监测传感器10的个数为4个;其中个数为偶数。
[0032] 所述距离S2满足断层处于中间两个传感器的正中位置。
[0033] 实施例3:如图1-2所示,一种井下断层活动状态监测方法,所述方法的具体步骤如下:
A、在正断层I下盘或者逆断层I,上盘掘观测硐室2;
B、在观测硐室2内布设水平中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离兄且中深孔内安装多点位移计3 ;
C、在垂直于断层面分别布设三个中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离S2且三个中深孔内分别安装锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9 ;
D、多点位移计3、锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9通过对数据的实时采集和处理,可监测断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,再将数据直接传输至地表监控中心11 ;
E、地表监控中心11通过对数据进行处理和分析,得到断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,进而判别采动引起的断层活动状态,同时对采动影响下断层活化诱发的动力灾害做出预测预报。
[0034] 所述多点位移计3监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11 ;其中多点位移计3的多点位移计锚固头4之间的间距均为2.5m。
[0035] 所述多点位移计锚固头4的个数为10个;其中个数为偶数。
[0036] 所述距离兄满足断层处于中间两个多点位移计锚固头4的正中位置。
[0037] 所述锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11,锚杆多点应力计6的锚杆多点应力计传感器5之间的间距与钻孔多点应力计7的钻孔多点应力计传感器8的之间的间距均为1.5m。
[0038] 所述锚杆多点应力计传感器5、钻孔多点应力计传感器8的个数为10个;其中个数为偶数。
[0039] 所述微震监测系统9的微震监测传感器10之间的间距均为3m。
[0040] 所述微震监测传感器10的个数为10个;其中个数为偶数。
[0041] 所述距离S2满足断层处于中间两个传感器的正中位置。
[0042] 实施例4:如图1-2所示,一种井下断层活动状态监测方法,所述方法的具体步骤如下:
A、在正断层I下盘或者逆断层I,上盘掘观测硐室2;
B、在观测硐室2内布设水平中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离兄且中深孔内安装多点位移计3 ;
C、在垂直于断层面分别布设三个中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离S2且三个中深孔内分别安装锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9 ;
D、多点位移计3、锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9通过对数据的实时采集和处理,可监测断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,再将数据直接传输至地表监控中心11 ;
E、地表监控中心11通过对数据进行处理和分析,得到断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,进而判别采动引起的断层活动状态,同时对采动影响下断层活化诱发的动力灾害做出预测预报。
[0043] 所述多点位移计3监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11 ;其中多点位移计3的多点位移计锚固头4之间的间距均为3m。
[0044] 所述多点位移计锚固头4的个数为4个;其中个数为偶数。[0045] 所述距离兄满足断层处于中间两个多点位移计锚固头4的正中位置。
[0046] 所述锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11,锚杆多点应力计6的锚杆多点应力计传感器5之间的间距与钻孔多点应力计7的钻孔多点应力计传感器8的之间的间距均为2m。
[0047] 所述锚杆多点应力计传感器5、钻孔多点应力计传感器8的个数为8个;其中个数为偶数。
[0048] 所述微震监测系统9的微震监测传感器10之间的间距均为3m。
[0049] 所述微震监测传感器10的个数为6个;其中个数为偶数。
[0050] 所述距离S2满足断层处于中间两个传感器的正中位置。
[0051] 实施例5:如图1-2所示,一种井下断层活动状态监测方法,所述方法的具体步骤如下:
A、在正断层I下盘或者逆断层I,上盘掘观测硐室2;
B、在观测硐室2内布设水平中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离兄且中深孔内安装多点位移计3 ;
C、在垂直于断层面分别布设三个中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离S2且三个中深孔内分别安装锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9 ;
D、多点位移计3、锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9通过对数据的实时采集和处理,可监测断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,再将数据直接传输至地表监控中心11 ;
E、地表监控中心11通过对数据进行处理和分析,得到断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,进而判别采动引起的断层活动状态,同时对采动影响下断层活化诱发的动力灾害做出预测预报。
[0052] 所述多点位移计3监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11 ;其中多点位移计3的多点位移计锚固头4之间的间距均为3.5m。
[0053] 所述多点位移计锚固头4的个数为6个;其中个数为偶数。
[0054] 所述距离兄满足断层处于中间两个多点位移计锚固头4的正中位置。
[0055] 所述锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11,锚杆多点应力计6的锚杆多点应力计传感器5之间的间距与钻孔多点应力计7的钻孔多点应力计传感器8的之间的间距均为2.5m。
[0056] 所述锚杆多点应力计传感器5、钻孔多点应力计传感器8的个数为4个;其中个数为偶数。
[0057] 所述微震监测系统9的微震监测传感器10之间的间距均为1.5m。
[0058] 所述微震监测传感器10的个数为6个;其中个数为偶数。
[0059] 所述距离S2满足断层处于中间两个传感器的正中位置。
[0060] 实施例6:如图1-2所示,一种井下断层活动状态监测方法,所述方法的具体步骤如下:
A、在正断层I下盘或者逆断层I,上盘掘观测硐室2; B、在观测硐室2内布设水平中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离兄且中深孔内安装多点位移计3 ;
C、在垂直于断层面分别布设三个中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离S2且三个中深孔内分别安装锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9 ;
D、多点位移计3、锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7、微震监测系统9通过对数据的实时采集和处理,可监测断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,再将数据直接传输至地表监控中心11 ;
E、地表监控中心11通过对数据进行处理和分析,得到断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,进而判别采动引起的断层活动状态,同时对采动影响下断层活化诱发的动力灾害做出预测预报。
[0061] 所述多点位移计3监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11 ;其中多点位移计3的多点位移计锚固头4之间的间距均为4m。
[0062] 所述多点位移计锚固头4的个数为8个;其中个数为偶数。
[0063] 所述距离兄满足断层处于中间两个多点位移计锚固头4的正中位置。
[0064] 所述锚杆多点应力计6、钻孔多点应力计7监测的数据通过数据线传输至地表监控中心11,锚杆多点应力计6的锚杆多点应力计传感器5之间的间距与钻孔多点应力计7的钻孔多点应力计传感器8的之间的间距均为3m。
[0065] 所述锚杆多点应力计传感器5、钻孔多点应力计传感器8的个数为6个;其中个数为偶数。
[0066] 所述微震监测系统9的微震监测传感器10之间的间距均为2.5m。
[0067] 所述微震监测传感器10的个数为8个;其中个数为偶数。
[0068] 所述距离S2满足断层处于中间两个传感器的正中位置。
[0069] 上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种井下断层活动状态监测方法,其特征在于:所述方法的具体步骤如下: A、在正断层(I)下盘或者逆断层(I')上盘掘观测硐室(2); B、在观测硐室(2)内布设水平中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离兄且中深孔内安装多点位移计(3); C、在垂直于断层面分别布设三个中深孔,其中中深孔穿过断层面一定距离S2且三个中深孔内分别安装锚杆多点应力计(6)、钻孔多点应力计(7)、微震监测系统(9); D、多点位移计(3 )、锚杆多点应力计(6 )、钻孔多点应力计(7 )、微震监测系统(9 )通过对数据的实时采集和处理,可监测断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,再将数据直接传输至地表监控中心(11); E、地表监控中心(11)通过对数据进行处理和分析,得到断层上下盘位移的变化、距断层面不同位置的附加张应力状态、距断层面不同位置的附加剪应力状态、断层在采矿活动过程中发生破裂的位置和区域数据信息,进而判别采动引起的断层活动状态,同时对采动影响下断层活化诱发的动力灾害做出预测预报。
2.根据权利要求1所述的井下断层活动状态监测方法,其特征在于:所述多点位移计(3)监测的数据通过数据线传输至地表监控中心(11);其中多点位移计(3)的多点位移计锚固头(4)之间的间距均为1.5m/2m/2.5m/3m。
3.根据权利要求2所述的井下断层活动状态监测方法,其特征在于:所述多点位移计锚固头(4)的个数为2-10个;其中个数为偶数。
4.根据权利要求1所述的井下断层活动状态监测方法,其特征在于:所述距离兄满足断层处于中间两个多点位移计锚固头(4)的正中位置。
5.根据权利要求1所述的井下断层活动状态监测方法,其特征在于:所述锚杆多点应力计(6)、钻孔多点应力计(7)监测的数据通过数据线传输至地表监控中心(11),锚杆多点应力计(6)的锚杆多点应力计传感器(5)之间的间距与钻孔多点应力计(7)的钻孔多点应力计传感器(8)的之间的间距均为0.5m/lm/1.5m/2m。
6.根据权利要求5所述的井下断层活动状态监测方法,其特征在于:所述锚杆多点应力计传感器(5)、钻孔多点应力计传感器(8)的个数为2-10个;其中个数为偶数。
7.根据权利要求1所述的井下断层活动状态监测方法,其特征在于:所述微震监测系统(9)的微震监测传感器(10)之间的间距均为lm-3m。
8.根据权利要求7所述的井下断层活动状态监测方法,其特征在于:所述微震监测传感器(10)的个数为2-10个;其中个数为偶数。
9.根据权利要求1所述的井下断层活动状态监测方法,其特征在于:所述距离S2满足断层处于中间两个传感器的正中位置。
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