[发明专利]一种顶板安全矿压监测方法及装置

权利要求书

1.一种顶板安全矿压监测方法，其特征在于：

（1）对于顶板离层，以多因素分析法的顶板离层临界值U_d为顶板安全临界状态指标；

（2）对于平均锚固载荷，以实践经验法的0.3P_d为顶板安全临界状态指标，其中P_d为设计锚固力；

（3）对于顶板整体下沉，以标准下沉量取值估算法的顶板下沉量临界值S为顶板安全临界状态指标；

（4）基于锚固载荷、离层和下沉的耦合，以其复合指标判别顶板安全状态，对顶板安全进行预警预测；具体安全状态判断如下：

如果顶板离层>U_d，平均锚固载荷>0.3P_d，整体下沉<S，为不安全状态；

如果顶板离层<U_d，平均锚固载荷<0.3P_d，整体下沉<S，为不安全状态；

如果顶板离层<U_d，平均锚固载荷>0.3P_d，整体下沉>S，为不安全状态；

如果顶板离层>U_d，平均锚固载荷<0.3P_d，整体下沉<S，为极不安全状态；

如果顶板离层>U_d，平均锚固载荷>0.3P_d，整体下沉>S，为极不安全状态；

如果顶板离层<U_d，平均锚固载荷<0.3P_d，整体下沉>S，为极不安全状态；

如果顶板离层>U_d，平均锚固载荷<0.3P_d，整体下沉>S，为最不安全状态。

2.一种顶板安全矿压监测装置，其特征在于：

回采巷道掘进时随巷道掘进逐步安装多个矿压监测测站（1），矿压监测测站（1）在巷道的同一断面同时进行锚固力、顶板深部围岩的稳定和表面下沉量的监测，矿压监测测站（1）间距为50~100m；巷道顶板中央安装顶板离层监测装置（2）；巷道一侧肩部和帮部安装锚固力监测装置（3）；巷道另一侧肩部及帮部均安装深部位移监测装置（4），巷道两侧帮部的监测装置处于同一水平面；在顶板离层监测装置（2）及巷道两侧帮部锚固力监测装置（3）、深部位移监测装置（4）上安装有巷道表面位移监测装置（5），巷道表面位移监测装置所需顶板基本测点在巷道顶板中央的顶板离层监测装置上，帮部基本测点在巷道两侧帮部保持同一水平面的锚固力监测装置上，所需底板基本测点布置在顶板离层监测装置相对于巷道底板平面的铅垂投影处；通过帮部测点间拉水平线，运用激光测距仪测量垂直方向的位移；所述的顶板离层监测装置（2）、锚固力监测装置（3）、深部位移监测装置（4）通过光缆或电缆传输系统与地面计算机系统连接。

3.根据权利要求2所述的一种顶板安全矿压监测装置，其特征在于：所监测的巷道即可以是回采巷道，也可以是开拓巷道、准备巷道和井下硐室；装设的矿压测站既可以在巷道掘进期间进行安设，也可以在回采期间或加固时期安设。

4.根据权利要求2所述的一种顶板安全矿压监测装置，其特征在于：所述的顶板离层监测装置（2）可以采用机械式离层仪、电阻式离层仪或多点位移计。

5.根据权利要求2所述的一种顶板安全矿压监测装置，其特征在于：锚固力监测装置（3）采用分布式光纤锚杆及在线锚固力测力计。

6.根据权利要求5所述的一种顶板安全矿压监测装置，其特征在于：所述的锚固力测力计为振弦式测力仪或电阻式测力仪或液压式测力仪。

7.根据权利要求2所述的一种顶板安全矿压监测装置，其特征在于：深部位移监测装置（4）用多点位移计进行监测。