煤矿巷道围岩应力与变形的监测方法技术

本发明专利技术提供了一种煤矿巷道围岩应力与变形的监测方法，包括：获取第一巷道与第二巷道之间的相对位置关系；根据相对位置关系，确定监测关键区域、第一参考区域和第二参考区域，监测关键区域位于第一巷道和第二巷道之间，第一参考区域位于第一巷道远离监测关键区域的一侧，第二参考区域位于第二巷道远离监测关键区域的一侧；监测第一参考区域内的第一围岩应力信息和第一围岩变形信息；监测第二参考区域内的第二围岩应力信息和第二围岩变形信息；监测监测关键区域内的第三围岩应力信息和第三围岩变形信息。基于该方法获得的前述各项信息，能够便于监测人员及时判断相邻两个巷道的围岩的稳定性发展情况，并及时对巷道围岩做出合理的支护决策。合理的支护决策。合理的支护决策。

【技术实现步骤摘要】
煤矿巷道围岩应力与变形的监测方法


[0001]本专利技术涉及煤炭开采工程
，尤其涉及一种煤矿巷道围岩应力与变形的测孔布置方法及监测方法。

技术介绍

[0002]深部煤炭开采需要布置大量开拓巷道、准备巷道和回采巷道，巷道布置错综复杂，具有数量多、密度大、距离近等特点，尤其是一些近距离开采煤层，其小净距巷道数量比重很大。由于深部地层赋存高地应力，同时叠加小净距巷道间的扰动应力，导致巷道围岩高应力与其低强度之间的矛盾进一步恶化，发生大变形失稳灾害的风险很高。
[0003]然而，对于小净距巷道而言，由于相邻巷道之间的应力场与变形场情况复杂，简单地对各个巷道进行独立监测难以应对这样的复杂情况，导致在基于监测结果对巷道围岩变形破坏失稳原因进行分析时，存在严重的不确定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0005]有鉴于此，根据本申请实施例的提出了一种煤矿巷道围岩应力与变形的监测方法，包括：
[0006]获取第一巷道与第二巷道之间的相对位置关系；
[0007]根据相对位置关系，确定监测关键区域、第一参考区域和第二参考区域，监测关键区域位于第一巷道和第二巷道之间，第一参考区域位于第一巷道远离监测关键区域的一侧，第二参考区域位于第二巷道远离监测关键区域的一侧；
[0008]监测第一参考区域内的第一围岩应力信息和第一围岩变形信息；
[0009]监测第二参考区域内的第二围岩应力信息和第二围岩变形信息；
[0010]监测监测关键区域内的第三围岩应力信息和第三围岩变形信息。
[0011]在一种可行的实施方式中，前述根据相对位置关系，确定监测关键区域、第一参考区域和第二参考区域的步骤，包括：
[0012]根据相对位置关系，确定监测断面，第一巷道的轴线方向和第二巷道的轴线方向均垂直于监测断面；
[0013]根据监测断面，确定第一巷道的第一截面和第二巷道的第二截面；
[0014]获取第一截面的第一顶点和第二截面的第二顶点；
[0015]定义第一截面沿第一顶点至第二顶点的方向，平移至第二截面的位置所形成的平移轨迹面为关键区域断面；或
[0016]定义第二截面沿第二顶点至第一顶点的方向，平移至第一截面的位置所形成的平移轨迹面为关键区域断面；
[0017]根据关键区域断面，确定监测关键区域。
[0018]在一种可行的实施方式中，前述根据相对位置关系，确定监测关键区域、第一参考
区域和第二参考区域的步骤，还包括：
[0019]获取第一截面的第一对称轴和第二截面的第二对称轴；
[0020]获取第一对称轴和第二对称轴之间的对称轴距离；
[0021]在对称轴距离大于或等于巷道跨度的情况下：
[0022]定义关键区域断面关于第一对称轴的对称面为第一参考断面；
[0023]根据第一参考断面，确定第一参考区域；
[0024]定义关键区域断面关于第二对称轴的对称面为第二参考断面；
[0025]根据第二参考断面，确定第二参考区域。
[0026]在一种可行的实施方式中，前述根据相对位置关系，确定监测关键区域、第一参考区域和第二参考区域的步骤，还包括：
[0027]在对称轴距离小于巷道跨度的情况下：
[0028]获取第一截面的第一高度中位线和第二截面的第二高度中位线；
[0029]定义关键区域断面关于第一高度中位线的对称面为第三参考断面；
[0030]根据第三参考断面，确定第一参考区域；
[0031]定义关键区域断面关于第二高度中位线的对称面为第四参考断面；
[0032]根据第四参考断面，确定第二参考区域。
[0033]在一种可行的实施方式中，前述监测关键区域内的第三围岩应力信息和第三围岩变形信息的步骤，包括：
[0034]定义第一顶点至第二顶点的方向为关键区域断面的长度方向；
[0035]在监测关键区域内，沿长度方向开设主应力测孔，主应力测孔的轴线位于关键区域断面的宽度中位线上；
[0036]在主应力测孔内间隔设置多个第一应力监测传感器；
[0037]获取各个第一应力监测传感器在主应力测孔内的第一孔深位置；
[0038]获取各个第一应力监测传感器监测的第三围岩应力值；
[0039]在监测关键区域内，沿长度方向开设主变形测孔，主变形测孔的数量为两个，每个关键区域断面的宽度三等分线上对应有一个主变形测孔的轴线；
[0040]在每个主变形测孔内间隔设置多个第一变形监测传感器；
[0041]获取各个第一变形监测传感器在主变形测孔内的第二孔深位置；
[0042]获取各个第一变形监测传感器监测的第三围岩变形值；
[0043]其中，第三围岩应力信息包括第三围岩应力值和第一孔深位置，第三围岩变形信息包括第三围岩变形值和第二孔深位置。
[0044]在一种可行的实施方式中，前述监测第一参考区域内的第一围岩应力信息和第一围岩变形信息的步骤，包括：
[0045]在对称轴距离大于或等于巷道跨度的情况下，在第一参考区域内，布置第一应力测孔，第一应力测孔的轴线与主应力测孔的轴线关于第一对称轴对称；或
[0046]在对称轴距离小于巷道跨度的情况下，在第一参考区域内，布置第一应力测孔，第一应力测孔的轴线与主应力测孔的轴线关于第一高度中位线对称；
[0047]在第一应力测孔内间隔布置多个第二应力监测传感器；
[0048]获取各个第二应力监测传感器在第一应力测孔内的第三孔深位置；
[0049]获取各个第二应力监测传感器监测的第一围岩应力值；
[0050]在对称轴距离大于或等于巷道跨度的情况下，在第一参考区域内，布置第一变形测孔，第一变形测孔的数量为两个，每个主变形测孔的轴线关于第一对称轴对称于一个第一变形测孔的轴线；或
[0051]在对称轴距离小于巷道跨度的情况下，在第一参考区域内，布置第一变形测孔，第一变形测孔的数量为两个，每个主变形测孔的轴线关于第一高度中位线对称于一个第一变形测孔的轴线；
[0052]在第一变形测孔内间隔布置多个第二变形监测传感器；
[0053]获取各个第二变形监测传感器在第一变形测孔内的第四孔深位置；
[0054]获取各个第二变形监测传感器监测的第一围岩变形值；
[0055]其中，第一围岩应力信息包括第一围岩应力值和第三孔深位置，第一围岩变形信息包括第一围岩变形值和第四孔深位置。
[0056]在一种可行的实施方式中，前述监测第二参考区域内的第二围岩应力信息和第二围岩变形信息的步骤，包括：
[0057]在对称轴距离大于或等于巷道跨度的情况下，在第二参考区域内，布置第二应力测孔，第二应力测孔的轴线与主应力测孔的轴线关于第二对称轴对称；或
[0058]在对称轴距离小于巷道跨度的情况下，在第二参考区域内，布置第二应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿巷道围岩应力与变形的监测方法，其特征在于，包括：获取第一巷道与第二巷道之间的相对位置关系；根据所述相对位置关系，确定监测关键区域、第一参考区域和第二参考区域，所述监测关键区域位于所述第一巷道和所述第二巷道之间，所述第一参考区域位于所述第一巷道远离所述监测关键区域的一侧，所述第二参考区域位于所述第二巷道远离所述监测关键区域的一侧；监测所述第一参考区域内的第一围岩应力信息和第一围岩变形信息；监测所述第二参考区域内的第二围岩应力信息和第二围岩变形信息；监测所述监测关键区域内的第三围岩应力信息和第三围岩变形信息。2.根据权利要求1所述的煤矿巷道围岩应力与变形的监测方法，其特征在于，所述根据所述相对位置关系，确定监测关键区域、第一参考区域和第二参考区域的步骤，包括：根据所述相对位置关系，确定监测断面，所述第一巷道的轴线方向和所述第二巷道的轴线方向均垂直于所述监测断面；根据所述监测断面，确定所述第一巷道的第一截面和所述第二巷道的第二截面；获取所述第一截面的第一顶点和所述第二截面的第二顶点；定义所述第一截面沿所述第一顶点至所述第二顶点的方向，平移至所述第二截面的位置所形成的平移轨迹面为关键区域断面；或定义所述第二截面沿所述第二顶点至所述第一顶点的方向，平移至所述第一截面的位置所形成的平移轨迹面为关键区域断面；根据所述关键区域断面，确定所述监测关键区域。3.根据权利要求2所述的煤矿巷道围岩应力与变形的监测方法，其特征在于，所述根据所述相对位置关系，确定监测关键区域、第一参考区域和第二参考区域的步骤，还包括：获取所述第一截面的第一对称轴和所述第二截面的第二对称轴；获取所述第一对称轴和所述第二对称轴之间的对称轴距离；在所述对称轴距离大于或等于巷道跨度的情况下：定义所述关键区域断面关于所述第一对称轴的对称面为第一参考断面；根据所述第一参考断面，确定所述第一参考区域；定义所述关键区域断面关于所述第二对称轴的对称面为第二参考断面；根据所述第二参考断面，确定所述第二参考区域。4.根据权利要求3所述的煤矿巷道围岩应力与变形的监测方法，其特征在于，所述根据所述相对位置关系，确定监测关键区域、第一参考区域和第二参考区域的步骤，还包括：在所述对称轴距离小于巷道跨度的情况下：获取所述第一截面的第一高度中位线和所述第二截面的第二高度中位线；定义所述关键区域断面关于所述第一高度中位线的对称面为第三参考断面；根据所述第三参考断面，确定所述第一参考区域；定义所述关键区域断面关于所述第二高度中位线的对称面为第四参考断面；根据所述第四参考断面，确定所述第二参考区域。5.根据权利要求4所述的煤矿巷道围岩应力与变形的监测方法，其特征在于，所述监测关键区域内的第三围岩应力信息和第三围岩变形信息的步骤，包括：
定义所述第一顶点至所述第二顶点的方向为所述关键区域断面的长度方向；在所述监测关键区域内，沿所述长度方向开设主应力测孔，所述主应力测孔的轴线位于所述关键区域断面的宽度中位线上；在所述主应力测孔内间隔设置多个第一应力监测传感器；获取各个所述第一应力监测传感器在所述主应力测孔内的第一孔深位置；获取各个所述第一应力监测传感器监测的第三围岩应力值；在所述监测关键区域内，沿所述长度方向开设主变形测孔，所述主变形测孔的数量为两个，每个所述关键区域断面的宽度三等分线上对应有一个所述主变形测孔的轴线；在每个所述主变形测孔内间隔设置多个第一变形监测传感器；获取各个所述第一变形监测传感器在所述主变形测孔内的第二孔深位置；获取各个所述第一变形监测传感器监测的第三围岩变形值；其中，所述第三围岩应力信息包括所述第三围岩应力值和所述第一孔深位置，所述第三围岩变形信息包括所述第三围岩变形值和所述第二孔深位置。6.根据权利要求5所述的煤矿巷道围岩应力与变形的监测方法，其特征在于，所述监测所述第一参考区域内的第一围岩应力信息和第一围岩变形信息的步骤，包括：在所述对称轴距离大于或等于巷道跨度的情况下，在所述第一参考区域内，布置第一应力测孔，所述第一应力测孔的轴线与所述主应力测孔的轴线关于第一对称轴对称；或在所述对称轴距离小于巷道跨度的情况下，在所述第一参考区域内，布置第一应力测孔，所述第一应力测孔的轴线与所述主应力测孔的轴线关于第一高度中位线对称；在所述第一应力测孔内间隔布置多个第二应力监测传感器；获取各个所述第二应力监测传感器在所述第一应力测孔内的第三孔深位置；获取各个所述第二应力监测传感器监测的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱元广，李延河，于振子，刘滨，杨战标，康永水，王升，刘靖毅，
申请(专利权)人：平顶山天安煤业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：