[发明专利]一种巷道围岩绝对变形量动态监测方法

权利要求书

1.一种巷道围岩绝对变形量动态监测方法，其特征在于：包括以下具体步骤：

步骤S1：利用FLAC3D软件进行巷道围岩变形破坏数值进行模拟；

步骤S2：制定巷道围岩变形监测方案；

步骤S3：在巷道围岩内部安装测量传感器和定位传感器；

步骤S4：将测量传感器和定位传感器连接顶板在线监测系统，利用顶板在线监测系统对巷道围岩变形进行监控和分析；

步骤S1包含以下两个步骤：

步骤101：根据矿井岩层分布及巷道布置，在FLAC3D软件建立采动巷道三维数值模型；

步骤102：为三维数值模型赋予相应的煤岩物理力学参数并进行计算，观察三维数值模型中巷道围岩受采动前后的塑性区变化及应力分布，获得巷道围岩破坏模式及变形特征；

步骤S2包括以下三个步骤：

步骤201：在步骤S1基础上，根据巷道形状、尺寸及获得巷道围岩破坏模式及变形特征，选择合适的监测钻孔布置方式；

步骤202：根据巷道三维数值模型的数值模拟结果中巷道实体煤帮最大塑性区深度L_S，确定定位传感器在监测钻孔内的安装深度L_D；

步骤203：根据巷道三维数值模型的数值模拟结果中巷道顶板、底板及两帮部位处围岩的变形破坏特征，确定测量传感器布置在监测钻孔内的数量和位置。

2.根据权利要求1所述的一种巷道围岩绝对变形量动态监测方法，其特征在于：步骤201中监测钻孔布置方式选用沿巷道断面呈十字形布置或米字形布置；十字形布置为沿巷道顶板、底板垂直钻孔以及沿两帮水平钻孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种巷道围岩绝对变形量动态监测方法，其特征在于：步骤S3具体操作过程如下：在掘进工作面迎头位置，选择一处较完整的巷道断面，利用井下钻机向巷道围岩指定位置打监测钻孔并用水冲洗干净后，将一个定位传感器和相应数量的测量传感器依次固定于钻孔内指定位置，并记录安装信息。

4.根据权利要求3所述的一种巷道围岩绝对变形量动态监测方法，其特征在于：步骤S4包以下四个步骤：

步骤401：利用巷道内设置的无线监测分站将定位传感器和测量传感器接入到矿井顶板在线监测系统中，顶板在线监测系统自动接收传感器的三维坐标信息；

步骤402：利用顶板在线监测系统对定位传感器和测量传感器进行编号，将定位传感器设置为固定基点，并作为本测量方法中三维相对坐标系的原点，当巷道变形时，测量传感器三维相对坐标发生相应变化；

步骤403：利用顶板在线监测系统的地面监测主机设置巷道变形量预警值，当测量传感器的三维相对坐标变化量达到巷道变形预警值时，顶板在线监测系统将发出报警提示；

步骤404：根据顶板在线监测系统报警提示，监控人员在线查看测区内巷道围岩变形量和变形曲线，并通知技术人员下井查看该处巷道变形破坏情况，必要时采取补强支护、设立危险警示牌安全技术措施。

5.根据权利要求1或2所述的一种巷道围岩绝对变形量动态监测方法，其特征在于：步骤S2中定位传感器安装于巷道实体煤一帮的监测钻孔内，其安装深度应至少大于1.5倍的巷道实体煤帮最大塑性区深度L_S，以保证定位传感器位于巷道围岩塑性区之外。

6.根据权利要求3所述的一种巷道围岩绝对变形量动态监测方法，其特征在于：步骤S3中监测钻孔打孔位置应尽量避开巷道围岩表面的锚杆和锚索，以免影响安装质量。