變形監(jiān)測(cè)論文變形觀測(cè)論文

1、變形監(jiān)測(cè)論文變形觀測(cè)論文鉆孔變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在覆巖破壞監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用摘要理清覆巖破壞規(guī)律對(duì)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(jiǎn)單介紹了鉆孔變形監(jiān)測(cè)的基本原理 , 隨后就利用角位移應(yīng)變監(jiān) 測(cè)覆巖破壞規(guī)律的方法和數(shù)據(jù)進(jìn)行了報(bào)道。結(jié)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(wèn)題 , 在傳感器的校正上尚存在進(jìn)一步研究的必 要。關(guān)鍵詞鉆孔變形監(jiān)測(cè) 覆巖破壞規(guī)律 角位移中圖分類號(hào) :TD8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A0 引言煤層的采動(dòng)致使巖體的原始應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化 , 應(yīng)力場(chǎng)的重新分配必然導(dǎo)致 采場(chǎng)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(zhì)有關(guān) , 也受

2、應(yīng)力場(chǎng)重新分配的情況的影響。而巖體破壞的程度與范圍對(duì)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(cè)的原理角位移是一個(gè)簡(jiǎn)單的重力擺 , 用進(jìn)口石英制作的撓性伺服加速度計(jì) , 它是一 個(gè)力平衡式的伺服系統(tǒng) , 當(dāng)位于孔中的傳感器探頭于地球重心方向產(chǎn)生傾角時(shí) , 巖體的結(jié)構(gòu)變化作用 , 傳感器中計(jì)量元件相對(duì)于鉛錘方向就會(huì)偏移一個(gè)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(zhuǎn)換成信號(hào) , 通過(guò)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(diǎn)的水平位移量 X值。施工時(shí) , 通 過(guò)鉆孔方式 , 將測(cè)斜探頭通過(guò)連桿按計(jì)算的傾角導(dǎo)入頂板 , 直接將探頭固定在被 測(cè)點(diǎn)上 , 在采

3、動(dòng)過(guò)程中 , 鉆孔中某一孔深產(chǎn)生形變時(shí) , 測(cè)斜探頭隨之傾斜 , 信號(hào)電 纜引入儀表連接試測(cè) , 從而可精確測(cè)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(yù)報(bào)。2 實(shí)驗(yàn)2.1 設(shè)計(jì)與施工本次實(shí)驗(yàn)以皖北某礦導(dǎo)水裂隙帶監(jiān)測(cè)為對(duì)象 ,通過(guò)角位移應(yīng)變監(jiān)測(cè)、 直流電 阻率法和彩色鉆孔電視等綜合方法進(jìn)行判斷 , 從而增強(qiáng)對(duì)覆巖破壞特征判定的 準(zhǔn)確性和可靠程度。共設(shè)計(jì) 5個(gè)鉆孔（具體分布見(jiàn)圖 2及表 1）, 其中 4#孔為角位 移變形監(jiān)測(cè)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(zhǔn)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(shí) 將鉆孔注漿 , 使巖體與傳感器連為一體 ,此時(shí)角位移的讀數(shù)便是采動(dòng)過(guò)程中巖體 的變形程度。2.2 數(shù)據(jù)的處理與解釋重點(diǎn)提取 4#孔角位移的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 , 成圖時(shí)選擇工作面的長(zhǎng)度作為橫坐 標(biāo) , 考察不斷采煤過(guò)程中角位移的動(dòng)態(tài)變化 , 縱坐標(biāo)分別為 X、Y 相對(duì)與絕對(duì)變化 量 , 用不同的顏色標(biāo)注變化量的大小 , 且顏色從冷色調(diào)到暖色調(diào)代表變化量從小 到大變化的一個(gè)趨勢(shì)。切眼向鉆孔不斷靠近引起圖中顏色的不斷的變化 , 說(shuō)明 X, Y不斷的變化 ,說(shuō)明巖層的變形情況。當(dāng)切眼距離鉆孔較遠(yuǎn)時(shí) ,此時(shí)的值可作 為背景值 （圖 3） 。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)上覆巖層進(jìn)行了了角位移變形監(jiān)測(cè) ,4#鉆

5、孔為角位移監(jiān)測(cè)鉆孔 , 通過(guò) 鉆孔內(nèi)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(zhǔn)確掌握覆巖破壞規(guī)律提供地質(zhì)依據(jù)。 圖 3為工作面初始狀態(tài) ,圖 4則為采動(dòng)后的狀態(tài), 其中顏色較深點(diǎn)代表一次觀測(cè)結(jié)果。 可以清楚地看出在工作面推進(jìn)過(guò)程 中上覆巖層由變形到相對(duì)穩(wěn)定的一個(gè)過(guò)程。對(duì) 2#-3#和 1#-2#跨孔電法透視 CT電阻率變化特征說(shuō)明 , 煤層在采動(dòng)過(guò)程中 視電阻率發(fā)生了明顯的變化 , 說(shuō)明代表這些視電阻率的圍巖的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化 , 視電阻率的升高說(shuō)明圍巖的整體性受到破壞 , 在沒(méi)有充水的情況下導(dǎo)致電阻率 的升高,結(jié)合以往探測(cè)經(jīng)驗(yàn) , 巖層的電阻率值與裂隙帶的發(fā)育程度之間具有相關(guān) 性,通過(guò) 2#-3#孔間的數(shù)據(jù)結(jié)果表明 ,頂板巖層中受采動(dòng)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(nèi)側(cè)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(cè)結(jié)果 相一致。3 結(jié)論通過(guò)