[发明专利]一种矿山充填体受力变形监测方法

说明书

技术领域

   本发明属于地矿监测技术领域，涉及一种矿山充填体受力变形监测方法。

背景技术

大型坑采矿山采用下向分层机械化盘区水平进路胶结充填采矿法开采。在矿房或矿块中，随着回采工作面的推进，向采空区送入充填材料，以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。然而实践证明：即使是采用充填强度较高的胶结充填法开采也会引起地表较大范围的岩体移动、变形和破坏。随着地下开挖的深度和规模不断扩大，充填体的大量存在，势必导致大范围的岩体移动、变形和破坏问题，对矿区的整体稳定性及竖井安全形成威胁。对充填体变形监测一般包括两个方面：充填体绝对下沉量和充填体竖直方向变形量。目前对充填体的绝对下沉量一般采用水准测量，水准测量可以测量该点的绝对位移。然而，目前还没有对充填体的竖直方向变形量进行有效的监测方法，特别是大体积充填体。岩体工程一般采用多点位移计进行充填体竖直方向变形量的测量，但是这种多点位移计对厚大充填体竖直方向变形的测量存在很大的难度，目前也还没有适合各类充填体测量的设备。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种简单准确的矿山充填体受力变形监测方法。

为此，本发明采用如下技术方案：

    一种矿山充填体受力变形监测方法，包括如下步骤：

（1）在回风井对应充填体底部位置处固定一锚杆，在位于充填体顶部的回风井井口处固定一带孔槽钢；

（2）取钢丝绳一根，钢丝绳一端固定在锚杆上形成固定端、另一端从槽钢上的小孔穿出形成活动端，且使钢丝绳在其活动端与槽钢小孔之间留有一定长度；

（3）在钢丝绳活动端施加并保持一定的拉力，使钢丝绳始终处于绷紧状态，测量钢丝绳活动端与槽钢小孔之间的初始距离L；

（4）每隔一定时间测量钢丝绳活动端与槽钢小孔之间的距离l，利用公式l’=L－l即可得充填体竖直方向的变形量l’；

（5）在充填体顶部设立绝对下沉量观测点，在位于充填体外部的围岩岩移影响线外设立基站点；以基站点为参照，在绝对下沉量观测点处测量绝对下沉量观测点的绝对下沉量，即得充填体的绝对下沉量h。

进一步地，步骤（1）中，所述槽钢通过混凝土固定于充填体顶部。

进一步地，步骤（4）中，每隔1-2个月测量一次钢丝绳活动端与槽钢小孔之间的距离l。

进一步地，步骤（5）中，所述绝对下沉量观测点设在回风井井口附近。

本发明步骤（1）中，因矿井的回风井都贯穿充填体且都竖直设置，故可以利用回风井进行充填体竖直方向变形量的测定，而且该回风井可以是现有的回风井也可以废弃的回风井，只要能够保证较长时间内的安全使用即可。本发明步骤（5）中，因围岩岩移影响线外的地质情况可以近似认为是不变的，故将作为参照点的基站点设在围岩岩移影响线外。

本发明的有益效果在于：测量方法简单准确，充分利用了回风井等现有工程或废旧工程，用于监测的工程量小，监测成本低；对井下相关工程的影响小；实现了充填体的竖直方向变形量和绝对下沉量的联合监测，为矿山安全生产提供了依据。

附图说明

图1为本发明监测方法的总体示意图；

图2为槽钢设置示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，充填体1位于矿井上分段回风巷3和下分段回风巷4之间，回风井2贯穿充填体1并与上分段回风巷3和下分段回风巷4相连通。                                                                

本发明的一种矿山充填体受力变形监测方法，包括如下步骤：

（1）在回风井2对应充填体1底部位置处固定一锚杆6，在位于充填体1顶部的回风井2井口处用混凝土11固定一带孔槽钢7；

（2）取钢丝绳一根，钢丝绳8一端固定在锚杆6上形成固定端9、另一端从槽钢7上的小孔14穿出形成活动端10，且使钢丝绳8在其活动端10与槽钢小孔14之间留有一定长度；

（3）在钢丝绳活动端10施加并保持一定的拉力，使钢丝绳8始终处于绷紧状态，用游标卡尺测量钢丝绳活动端10与槽钢小孔14之间的初始距离L；

（4）每隔1-2个月用游标卡尺测量一次钢丝绳活动端10与槽钢小孔14之间的距离l，利用公式l’=L－l即可得充填体1竖直方向的变形量l’；

（5）在充填体1顶部设立绝对下沉量观测点12，且绝对下沉量观测点12设在回风井2井口附近，在位于充填体1外部的围岩岩移影响线5外设立基站点13；以基站点13为参照，在绝对下沉量观测点12处用水准仪测量绝对下沉量观测点12的绝对下沉量，即得充填体1的绝对下沉量h。