[发明专利]一种巷道围岩绝对变形量动态监测方法

说明书

一种巷道围岩绝对变形量动态监测方法，包括以下具体步骤：1）利用FLAC3D软件进行巷道围岩变形破坏数值进行模拟；2）制定巷道围岩变形监测方案；3）在巷道围岩内部安装测量传感器和定位传感器；4）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。本方法实现了巷道顶板、底板及两帮围岩各自的绝对变形量的测量，非接触式测量避免了人工测量带来的误差；有利于获得巷道围岩易变形部位更多的监测信息，对不同形状、岩性、构造及支护条件下的巷道具有良好的适用性，有利于技术人员在地面及时掌握井下巷道围岩变形动态变化，提前预防顶板塌冒、冲击地压等动力灾害事故。

技术领域

本发明属于矿山巷道工程围岩监测技术领域，具体涉及一种巷道围岩绝对变形量动态监测方法。

背景技术

随着我国煤炭开采深度逐渐增加，由于地应力增大，巷道围岩在采动影响下更容易发生变形破坏，产生顶板下沉、底鼓及帮鼓等问题，对井下人员施工、车辆通行、矿井通风等造成极大影响，甚至引发顶板塌冒及冲击地压等严重事故，威胁井下工人生命财产安全。国内外工程实例表明，巷道围岩变形监测是煤矿采场矿压监测的重要内容，获取巷道变形破坏规律有利于巷道顶板事故灾害预防及支护优化设计。

目前巷道围岩变形测量方法主要分为三种，一种是以十字测量法为代表的巷道表面变形测量，即工人分别在两帮和顶底拉一根线，线长的变化反映顶底及两帮移近量变化。优点是测量过程简单方便，缺点是需要人工测量，数据测量间隔时间长，无法获取连续数据。第二种是以顶板离层仪为代表的围岩内部变形测量，即在顶板上打钻孔，将深、浅两个测量基点固定于指定钻孔高度，并通过钢丝绳与下方离层仪相连，钢丝绳的长度变化可反映围压变形。优点是可通过矿压监测系统进行连续测量，缺点是该方法只适用于巷道顶板。第三种是以激光扫描技术为代表的巷道表面变形测量，即利用激光扫描仪向巷道表面发射激光并接收返回的激光信号，从而获取巷道变形信息。优点是精度高且可观察整个巷道断面变形，缺点是测量过程较为复杂且受井下水汽、粉尘等影响较大。除此之外，上述测量方法获取的巷道变形测量结果为相对变化量，无法获得巷道顶板、底板及两帮各自的绝对变形量。

综上所述，如何改变现有的巷道围岩变形测量方法，在保证测量精度和连续测量的基础上实现巷道顶板、底板及两帮各自绝对变形量的测量，满足巷道围岩变形差异化监测的需要，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种巷道围岩绝对变形量动态监测方法,该方法能够实现巷道顶板、底板及两帮各自变形的测量，获得巷道围岩差异化变形特征，不仅测量精度高而且可进行连续监测。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种巷道围岩绝对变形量动态监测方法，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。

优选的，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。

优选的，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；