[发明专利]采煤工作面顶、底板突水灾害的监测预报方法及其装置

权利要求书

1.一种采煤工作面顶、底板突水灾害的监测预报方法，其特征在于，该方法为：在钻孔内布置电极，做为其中之一的供电和测量电极，巷道内布置两个无穷远电极，做为辅助供电和测量电极，形成供电测量系统，所述供电电极向地层供入直流电建立人工电场，由同层钻孔中的其余电极同时测量电位，然后更换供电电极，重复测量电位的工作，至各电极均完成供电为止，完成一次监测测量，当工作面未开始回采时，获得的电位做为背景值，工作面回采过程中，地层应力变化，产生裂隙，成为水的运移通道，点电源场的等位面分布将被改变，通过监测这种变化，获得钻孔周围的突水信息。

2.根据权利要求1所述的采煤工作面顶、底板突水灾害的监测预报方法，其特征在于，该方法具体通过以下步骤实现：

（1）在巷道内，向需要监测的整个工作面顶或底板，或者是局部危险区段的顶或底板，打定向顺层钻孔，所述定向顺层钻孔至少穿过两层，一层靠近煤层附近，一层靠近含水层附近；

（2）钻孔横向间距可根据岩层电性特征确定，即仪器供入地层中电流的大小和能够观测到这种电场变化的最大距离，钻孔间距要小于这个最大距离；钻孔深度可由工作面宽度或者局部危险区段大小确定；

（3）用于监测的电极布置在钻孔中；

（4）矿井巷道内布置两个无穷远电极，与钻孔内的电极一同连接供电测量设备，组成供电测量系统，无穷远电极距离大于5倍的钻孔深度；

（5）同层的单个电极供电，建立以供电电极为中心的点电源场，其余电极同时进行测量，接收点电源场在接收电极位置产生的电位；3. 各电极依次供电，至所有电极完成供电测量，变换至下一层；

（6）通过监测，获得各点供电时的电流和其余点测量记录的电位，可直接将工作面回采过程中获得的电流和电位与背景值比较，亦可转换为视电阻率与背景视电阻率比较，得到被监测地层的电性变化特征。

3.根据权利要求1或2所述的采煤工作面顶、底板突水灾害的监测预报方法，其特征在于，所述钻孔为定向顺层钻孔，在采煤工作面两侧巷道内，向整个顶或底板或者是需要重点监测的危险区段的岩层中，打至少两层与工作面平行的钻孔，钻孔深度要控制工作面宽度或危险区段宽度。

4.一种采煤工作面顶、底板突水灾害的监测预报装置，其特征在于，该装置包括设置在定向顺层钻孔内的若干个电极、以及设置在巷道内的两个无穷远电极，所述定向顺层钻孔设置若干个，并且每个定向顺层钻孔从工作面顶板或底板，或者局部危险区段的顶板或底板延伸至地下至少两层；所述若干个电极和两个无穷远电极均通过通讯线缆与地面设置的处理器连接。

5.根据权利要求4所述的采煤工作面顶、底板突水灾害的监测预报装置，其特征在于：所述两个无穷远电极沿垂直于定向顺层钻孔方向布置，距离大于5倍的定向顺层钻孔深度。

6.根据权利要求4所述的采煤工作面顶、底板突水灾害的监测预报装置，其特征在于：所述两个无穷远电极沿大巷布置，与最近测量电极距离大于5倍的定向顺层钻孔深度。