[发明专利]煤岩体地应力连续测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及监测煤岩体地应力大小与煤岩体地应力随采动和顶板活动的变化规律，属矿山地应力监测技术领域。

背景技术

地应力是指地下煤岩层受到的应力，主要包括由上覆岩层自重引起的自重应力和由地质构造作用引起的构造应力。自重应力σ_v＝γZ，γ为上覆煤岩层比重，Z为垂直深度。

在煤炭等资源井下开采过程中，开采活动破坏了煤岩原始应力平衡状态，引起采动空间周围的应力重新分布。因此，采掘空间周围煤岩体的应力也包括采动应力。在采场和回采巷道周围，由于围岩应力的作用促使围岩发生变形、移动和破坏，可能出现顶板冒落与来压、顶底板移近、支架受载下缩、折损等矿压现象，也可能出现煤与瓦斯突出、突水、冲击地压等动力现象。

地应力大小是煤矿开采、支护及顶板控制(含冲击矿压)、煤与瓦斯突出等灾害预防的基础参数，测试及评估煤岩体应力是矿压观测的主要内容，是解决受采动影响的巷道矿压控制、开采程序设计、巷道位置合理选择与维护、冲击地压和煤与瓦斯突出预测和防治、承压水上煤体安全开采等重大技术问题的决策依据。

地应力测试是一项非常复杂的工程。目前，工程中检测应力的传感器种类繁多，适用范围较广，但真正适合煤矿井下生产条件，在构造作用区或受采动影响区可以实时监测煤岩体应力及其变化的测试装置及测试方法却较少。

在工程实践中，岩体应力状态测试方法或装置主要有孔底应变法、36-2钻孔变形计(申请号：未公开)、小孔径水压致裂地应力测试装置(申请号：03257022)、和深孔大地应力检测装置的伸缩式贴片头(申请号：200420111711.8)和钻孔应力计等，其应用特点见表1.

表1应力测试装置应用特点表

  专利名称  应用特点  孔底应变法  通过测定钻孔孔底岩体在应力解除前后不同方向的应变变  化量，计算得到原岩应力。但是，测试过程工序繁多、操作复  杂；在有裂缝的岩层及煤体中无法测试；在受采动影响的煤岩  体中无法测试；不能连续测试。