[发明专利]多钻孔联动覆岩破坏内部岩移边界评价方法

说明书

本发明涉及一种多钻孔联动覆岩破坏内部岩移边界评价方法，其特方法包括：在工作面停采线外与‑10mm沉降线以内布置多个竖向钻孔，形成钻孔联动设计，每个竖向钻孔均通过地面施工至工作面顶板上方；在每个钻孔内部由上至下安装多个形变测试模块，并记录每个钻孔内所有形变测试模块的深度值，每个形变测试模块均用于在预设检测时刻获取其安装位置处的地层内部变形量；将所有的形变测试模块和测试主机连接，以通过测试主机基于每个形变测试模块的深度、每个形变测试模块测得的地层内部变形量、历史采掘进尺、以及输入的当日工作面得到内部岩移边界测线，以及基于多个预设检测时刻对应的内部岩移边界测线获得测线范围的变形数据评价。

技术领域

本发明涉及采煤沉陷领域覆岩变形边界评价技术领域，尤其涉及一种多钻孔联动覆岩破坏内部岩移边界评价方法。

背景技术

煤层开采必然造成上覆地层下沉，会造成地表塌陷积水，导致耕地损失、生态环境恶化。现有的治理理论研究与技术应用尚不能满足治理实践。开采引起的地层沉陷过程收受多种地质采矿因素的影响，依据开采深度、开采厚度、开采工艺及煤层地质构造等因素，不同地质条件下也存在较大的差异性。通过掌握开采过程中地层内部移动变形的特征，分析各影响因素对移动过程的影响规律，对于准确评价覆岩破坏形态和采煤沉陷预测有着重要的实践意义。然而，确定地层内部岩移参数是沉陷预测的难点。特别是基于岩土工程测试环境的复杂性和现场监测技术的制约性，原位测试数据的获取通常难度较大、数据可靠性不高，不利于工程实践中沉陷参数进行划定。

既有测试方法主要包括：Sondex钻孔观测、钻孔多点位移计、基岩标测试技术、分层标测试技术、地球物理探测技术、钻孔测斜仪和伸长仪等方法。上述方法测试中通常以单孔的形式进行测试，将钻孔布置于煤层工作面上方，以期实现单孔上覆地层变形的内部观测，其测试结果展示通常也是单次数据，但存在数据获取难度大、偏差大、技术要求高等问题，同时由于单次测试或者单孔测试，难以描述地层内部变形形态，而且描述结果往往不够准确。因此，如何准确确定采动作用下覆岩内部岩移参数，分析其变形形态在研究开采沉陷中是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实施例提供的多钻孔联动覆岩破坏内部岩移边界评价方法。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种多钻孔联动覆岩破坏内部岩移边界评价方法，所述方法包括：

步骤一、在工作面停采线外与-10mm沉降线以内布置多个竖向钻孔，形成钻孔联动设计，多个竖向钻孔位于与工作面走向中心线平行的一条地面测线上，任意两个竖向钻孔之间设置有预设距离，每个所述竖向钻孔均通过地面施工至工作面顶板上方；

步骤二、在每个钻孔内部由上至下安装多个形变测试模块，并记录每个钻孔内所有形变测试模块的深度值，每个所述形变测试模块均用于在预设检测时刻获取其安装位置处的地层内部变形量；

步骤三、将所有的形变测试模块和测试主机连接，以通过测试主机基于每个形变测试模块的深度、每个形变测试模块测得的地层内部变形量、历史采掘进尺、以及输入的当日工作面得到内部岩移边界测线，以及基于多个预设检测时刻对应的内部岩移边界测线获得测线范围的变形数据评价。

作为本发明的进一步改进，步骤三之前，所述方法还包括：

将所有钻孔内部的形变测试模块与中转模块连接，以通过中转模块在预设检测时刻获取的所有地层内部变形量中转传输至所述测试主机。

作为本发明的进一步改进，步骤二中，每个形变测试模块均包括用于获取形变量小于等于形变阈值的光纤传感器，以及用于获取形变量大于所述形变阈值的电阻传感器；

所述形变测试模块的深度为光纤传感器的深度或电阻传感器的深度。

作为本发明的进一步改进，步骤二中，针对每个钻孔，通过牵引装置下放所述形变测试模块，所述牵引装置包括自吸式涡轮扇叶导头，下放过程中可以通过自重带动其旋转下放，同时牵引装置还设置水压传感器，通过水压传感器可以感知形变测试模块前端下放深度。