[发明专利]一种密闭采空区垮落带应力场演化实测方法

摘要

本发明公开了一种密闭采空区垮落带应力场演化实测方法，用于Y型通风方式条件下密闭采空区内破碎煤岩体压实过程中的应力测量，煤层回采后密闭墙密封支护采空区垮落带侧沿空留巷巷帮，根据对称原则，在工作面推进至0.1D、0.2D、0.3D、0.4D、0.5D时距离工作面10m处的密闭墙底部向采空区垮落带侧打5组钻孔，间距0.5m，深度分别为0.1L、0.2L、0.3L、0.4L、0.5L，D为工作面总推进长度，L为采煤工作面长度；在各钻孔顶部布设钻孔应力计，封闭钻孔。将上述实测数据导入至matlab数值分析软件中，根据差值算法就能求出垮落带任意一点压实应力的大小。

主权项

1.一种密闭采空区垮落带应力场演化实测方法，其特征在于，包括如下步骤：a、工作面开采过程中采用Y型通风方式，采煤工作面开采过后在沿空留巷巷道采空区垮落带侧建立密闭墙，用以隔离采空区气体，以及支撑上覆顶板维护沿空留巷稳定；b、在采煤工作面推进至0.1D时，D为工作面总推进长度，单位为米，在距离工作面10m处通过密闭墙向采空区内打5组钻孔，钻孔位于密闭墙底部，间隔0.5m，深度分别为0.1L、0.2L、0.3L、0.4L、0.5L，L为采煤工作面长度，单位为米；c、通过钻孔向采空区垮落带内布置多个钻孔应力计，各钻孔应力计布设深度分别为0.1L、0.2L、0.3L、0.4L、0.5L；多个钻孔应力计为5个；d、布置完钻孔应力计后，对钻孔进行密封处理，记录钻孔应力初始值，将钻孔应力计接入应力在线监测系统，实时监测应力大小，应力在线监测系统设置在沿空留巷巷道内；应力在线监测系统与钻孔应力计为有线连接，并实时将监测数据上传至地面服务器；e、根据工作面推进情况，分多个阶段记录钻孔应力计的数据；每个阶段中，记录应力的时间间隔不同，测量持续时间不同，后面阶段记录应力的时间间隔比前面阶段的时间间隔长，后面阶段记录应力的测量持续时间比前面阶段的持续时间长；f、在工作面推进至0.2D、0.3D、0.4D以及0.5D处时，重复步骤b‑e；g、通过应力在线监测系统将钻孔应力计实测数据传输至地面服务器，采用差值算法绘制出整个采空区垮落带在各个时间段的应力的分布规律及演化特征，σ_i为垮落带内测点i处的压实应力，单位是MPa；σ_max，σ_min为分别为i点处的几个钻孔应力计中读出的最大应力及最小应力，单位是MPa；l_max‑min为i点处最大应力读数的钻孔应力计及最小应力读数的钻孔应力计之间的直线距离，单位为米，l_i‑min为i点到最小应力读数钻孔应力计的直线距离。