變形監(jiān)測論文變形觀測論文

1、變形監(jiān)測論文變形觀測論文鉆孔變形監(jiān)測技術在覆巖破壞監(jiān)測中的應用摘要理清覆巖破壞規(guī)律對于解放水體下壓煤量和保證礦井安全生產(chǎn)具有重要 意義。本文首先簡單介紹了鉆孔變形監(jiān)測的基本原理 , 隨后就利用角位移應變監(jiān) 測覆巖破壞規(guī)律的方法和數(shù)據(jù)進行了報道。結果表明 ,該方法具有可行性 , 但存 在施工繁瑣和難于定量衡量的問題 , 在傳感器的校正上尚存在進一步研究的必 要。關鍵詞鉆孔變形監(jiān)測 覆巖破壞規(guī)律 角位移中圖分類號 :TD8 文獻標識碼 :A0 引言煤層的采動致使巖體的原始應力場發(fā)生變化 , 應力場的重新分配必然導致 采場圍巖尤其是上覆圍巖發(fā)生破壞 , 破壞的程度與范圍與巖體本省的性質有關 , 也受

2、應力場重新分配的情況的影響。而巖體破壞的程度與范圍對井下安全、高 效的采煤將起著重要的保障意義。1 變形監(jiān)測的原理角位移是一個簡單的重力擺 , 用進口石英制作的撓性伺服加速度計 , 它是一 個力平衡式的伺服系統(tǒng) , 當位于孔中的傳感器探頭于地球重心方向產(chǎn)生傾角時 , 巖體的結構變化作用 , 傳感器中計量元件相對于鉛錘方向就會偏移一個角度 , 高 靈敏的石英換能器將由于巖體變化產(chǎn)生的此角度轉換成信號 , 通過專用軟件分 析處理 , 直接在鉆孔外的液晶屏上顯示孔中此點的水平位移量 X值。施工時 , 通 過鉆孔方式 , 將測斜探頭通過連桿按計算的傾角導入頂板 , 直接將探頭固定在被 測點上 , 在采

3、動過程中 , 鉆孔中某一孔深產(chǎn)生形變時 , 測斜探頭隨之傾斜 , 信號電 纜引入儀表連接試測 , 從而可精確測出水平位移量 X, Y或傾角。根據(jù) X,Y 的值 大小或傾角 , 作出預報。2 實驗2.1 設計與施工本次實驗以皖北某礦導水裂隙帶監(jiān)測為對象 ,通過角位移應變監(jiān)測、 直流電 阻率法和彩色鉆孔電視等綜合方法進行判斷 , 從而增強對覆巖破壞特征判定的 準確性和可靠程度。共設計 5個鉆孔（具體分布見圖 2及表 1）, 其中 4#孔為角位 移變形監(jiān)測孔 ,安裝鉆孔深度為 119m（4#）,終孔孔徑 110mm仰, 角 42與巷道夾角 30;將事先校準好的角位移傳感器 ,以 10m的間隔固定在連

4、桿上 ,等連桿到位時 將鉆孔注漿 , 使巖體與傳感器連為一體 ,此時角位移的讀數(shù)便是采動過程中巖體 的變形程度。2.2 數(shù)據(jù)的處理與解釋重點提取 4#孔角位移的數(shù)據(jù)進行處理 , 成圖時選擇工作面的長度作為橫坐 標 , 考察不斷采煤過程中角位移的動態(tài)變化 , 縱坐標分別為 X、Y 相對與絕對變化 量 , 用不同的顏色標注變化量的大小 , 且顏色從冷色調到暖色調代表變化量從小 到大變化的一個趨勢。切眼向鉆孔不斷靠近引起圖中顏色的不斷的變化 , 說明 X, Y不斷的變化 ,說明巖層的變形情況。當切眼距離鉆孔較遠時 ,此時的值可作 為背景值 （圖 3） 。現(xiàn)場對上覆巖層進行了了角位移變形監(jiān)測 ,4#鉆

5、孔為角位移監(jiān)測鉆孔 , 通過 鉆孔內不同深度的角位移傳感器的 X, Y 值可以判定巖層的變形與破壞狀況 , 為 準確掌握覆巖破壞規(guī)律提供地質依據(jù)。 圖 3為工作面初始狀態(tài) ,圖 4則為采動后的狀態(tài), 其中顏色較深點代表一次觀測結果。 可以清楚地看出在工作面推進過程 中上覆巖層由變形到相對穩(wěn)定的一個過程。對 2#-3#和 1#-2#跨孔電法透視 CT電阻率變化特征說明 , 煤層在采動過程中 視電阻率發(fā)生了明顯的變化 , 說明代表這些視電阻率的圍巖的結構發(fā)生了變化 , 視電阻率的升高說明圍巖的整體性受到破壞 , 在沒有充水的情況下導致電阻率 的升高,結合以往探測經(jīng)驗 , 巖層的電阻率值與裂隙帶的發(fā)育程度之間具有相關 性,通過 2#-3#孔間的數(shù)據(jù)結果表明 ,頂板巖層中受采動影響出現(xiàn)離層 ,電極控 制區(qū)域的毛落袋、裂隙帶已成規(guī)模發(fā)育。而 1#-2# 孔斷面間裂隙發(fā)育較工作面 內側稍有涉后。工作面冒落帶、裂隙帶最終穩(wěn)定于 64m,與角位移變形監(jiān)測結果 相一致。3 結論通過