[发明专利]一种矿山断层稳定性的智能监测方法和系统

说明书

本发明提供一种矿山断层稳定性的智能监测方法，包括步骤：在矿山待监测断层附近设置至少一条监测巷道，在监测巷道一侧巷帮中独立钻凿一个以上贯穿断层上下盘的中深孔，在至少两个中深孔内固定埋设断层应力监测装置，余下至少两个中深孔内固定埋设断层位移监测装置，且同一装置的监测点在上下盘中均有分布，构建断层稳定性多源信息立体监测网络，监测数据通过数据采集发射装置和无线传输技术发送到通讯基站，并传输到地面数据处理系统进行分析处理。还提供一种矿山断层稳定性的智能监测系统。本发明能实现断层活化前兆信息的高效识别及断层应力和位移的立体监测和预警，监测系统稳定性好、可靠度高、成本低。

技术领域

本发明属于矿山采动灾害监测技术领域，具体涉及一种矿山断层稳定性的智能监测方法和系统。

背景技术

地壳中各种矿产的形成、分布和赋存状态都受一定地质构造的控制，许多已形成的矿体还会遭受后期地壳运动影响而产生弯曲或断裂。作为一种最为常见的地质构造，断层的存在严重影响矿井生产设计和资源回采率，且受风化侵蚀和应力集中作用，断层带岩石较为破碎，难以进行支护控制，井巷工程遇断层时极易发生冒顶片帮和大变形。此外，在断层带内部常富集有瓦斯、水和软弱夹层及高量级弹性应变能，断层产生活化时极易诱发岩爆(冲击地压)、煤与瓦斯突出、突水、突泥等动力灾害。特别是对金属矿山而言，因普遍采用多中段多采场爆破开采工艺，受上中段、下中段、本中段多采场采矿频繁扰动作用，断层潜在活化风险日益增加。因此，掌握大断层或成矿断层的稳定性在矿山安全生产中显得尤为必要。

为监测断裂带活化状态，一种有效的途径是利用微震系统，借助传感器实时采集区域岩体破裂发射出的地震波信号，通过分析围岩的应力应变状态判断岩层的稳定性。但是微震系统监测网络布置繁杂，投入成本高，受井下复杂环境影响传感器极易损坏失效，且微震信号在采集、传输过程中受井下爆破、机械运动等多种噪声干扰，微震系统现场运营需要专人进行维护和信号分析处理，因此，该方法难以在开采条件差、科技水平落后和经济效益差的中小型矿山推广应用。另一种途径是在钻孔内布置长锚索辅以锚索测力计、多点位移计监测断层上下盘张力及位移变化，继而分析断层稳定性，但是该监测手段往往需要在现场人工采集各测点数据，劳动强度大、安全性差，难以实现自动化实时监测。鉴于此，迫切需要研究一种低成本、适应性强且能够实现断层稳定性监测的智能监测方法或系统。

发明内容

针对现有矿山断层稳定性监测技术存在的不足，本发明解决的技术问题是提供一种矿山断层稳定性的智能监测方法，通过在矿山待监测断层附近设置一定数目的监测巷道，然后在监测巷道中设置一定数目的贯穿断层上下盘的中深孔，并在部分中深孔内设置断层应力监测装置，在除此以外的其余中深孔内设置断层位移监测装置，构建断层稳定性多源信息立体监测网络，实现断层上下盘应力及位移变化情况的实时监测。监测区域各监测点的数据借助无线传输技术实时传输到通讯基站，方便后续进行数据分析处理。本发明能实现矿山断层稳定性的智能监测及采动作用下断层活化预警，保证矿山的安全高效生产。本发明还提供一种稳定性好、可靠度高、成本低的矿山断层稳定性的智能监测系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种矿山断层稳定性的智能监测方法，包括步骤：

S1.在矿山待监测断层附近设置至少一条监测巷道，所述监测巷道为已有采准巷道和/或新建巷道，独立位于断层上盘和/或下盘；

S2.在每条监测巷道离断层最近的一侧巷帮中独立钻凿一个以上贯穿断层上下盘的中深孔，使得所有监测巷道内的中深孔数目总和不少于四个；