采场支承压力分布.pptVIP

图1钻孔效应示意图第30页，共47页，星期日，2025年，2月5日3地球物理法地球物理方法是利用岩体自然或人为激发的物理场监测岩体的动态变化，冲击地压的监测可以采用地球物理方法。目前采用的主要方法有：微震法、AE法、电磁辐射法等。第31页，共47页，星期日，2025年，2月5日（1）微震法采矿微震主要是记录矿山震动，对其进行有目的的解释、分析记录的信息，达到对冲击地压进行预测和预报的目的。①微震法监测冲击地压的机理冲击地压是应力高度集中的结果。由于巷道和工作面煤体的受力由表面到煤体深部应力不断增大，利用微震信息，包括微震的类型、次数、震级等，揭示这些信息的显现规律，就可以对未来冲击地压的强度、发生地点进行预测。第32页，共47页，星期日，2025年，2月5日②微震监测系统我国目前有WJD-1和从波兰引进的SYLOK微震监测系统。微震系统由三个部分组成，如图2。图2微震监测装置第33页，共47页，星期日，2025年，2月5日第1页，共47页，星期日，2025年，2月5日巷道开掘的合理位置和开掘时间的选择、底板巷道合理位置与维护等巷道矿压控制设计，采场顶板来压预测预报等问题，其共同点都是依据采场支承压力分布及其传播规律，特别是煤体上支承压力高峰位置以及内外应力场的分布范围等。煤体上支承压力分布特征的监测内容为：1、内应力场形成前后支承压力高峰位置；2、支承压力影响范围；3、最大应力集中系数；4、内应力场范围和稳定时间。第2页，共47页，星期日，2025年，2月5日4.1支承压力分布与显现的动态变化规律图4.1侧向支承压力显现规律1、2、3、……7－分别为对应动态仪的动态曲线第3页，共47页，星期日，2025年，2月5日4.2监测方法支承压力现场测定主要是确定其分布特征，如分布范围、高峰位置、低应力区范围等重要的特征参数，这些重要的特征参数也正是有关矿山压力控制设计的依据。本节主要介绍几种现场常用的支承压力分布特征的监测方法。第4页，共47页，星期日，2025年，2月5日（1）钻孔液压枕法该方法是利用钻孔液压枕（油枕应力计）测量煤体的相对应力变化。采用钻孔测力计测定支承压力分布特征的关键是测力计的预紧，否则只能给出很低的压力变化或根本测不出压力。测力计的预紧一般通过楔体结构实现，第5页，共47页，星期日，2025年，2月5日1—液压囊；2—压力表；3—外楔体；4—内楔体第6页，共47页，星期日，2025年，2月5日安装时，先在孔底装入一木质垫块，将外楔体3伸至最长，将应力计置于孔内，串接折装杆，将应力计送到孔底，敲击拆装杆尾端使楔体与孔壁撑紧，用手压油泵通过三通阀将应力探头加压至5MPa左右，关闭三通阀，拆除手压泵。第7页，共47页，星期日，2025年，2月5日油枕应力计的测点布置，在开采前，从距切眼50m~100m开始，每隔10m~20m由两顺槽巷道向煤体钻水平孔。孔深一般5m~10m。每个观测阶段每侧巷道内的钻孔数不应少于3个~5个。钻孔的方向也可根据观测需要确定。第8页，共47页，星期日，2025年，2月5日图4.3应力计测孔布置示意图第9页，共47页，星期日，2025年，2月5日（2）钻屑法钻屑法根据钻孔过程中单位孔深排出煤屑的重量、体积和粒度组成等来判断采煤工作面煤体应力是一种简便方法。排出煤屑的状况，一方面与钻孔的几何尺寸有关，另一方面与煤体内应力状况有关，在应力作用下钻孔发生收缩变形，使钻孔的煤屑量和粒度组成发生改变。该方法是用手持式电钻垂直煤壁打眼，钻孔深5m～8m，在钻孔过程中，收集钻出的煤屑，每钻进一米测量一次煤屑重量和体积及用3mm筛子测粒度组成。第10页，共47页，星期日，2025年，2月5日图4.4煤屑重量与钻孔深度得实测曲线图中钻孔排出的煤屑重量与煤壁内应力增高有明显变化关系。同时，钻孔排出的煤屑体积和煤屑粒度大于3mm组成百分数也有相同的变化规律。第11页，共47页，星期日，2025年，2月5日（3）钻孔钢弦测力计法钻孔钢弦测力计方法同钻孔液压枕监测支承压力分布特征的原理相同，主要差异在于传感原理不同。图4.5钢弦式测力计结构1—支撑；2，6—导轨；3—楔块；4—金属弹性筒；5—振弦；单位mm第12页，共47页，星期日，2025年，2月5日其工作原理是：钻孔围岩内应力变化使金属弹性筒受力变形，通过振弦的弦振频率变化进行测量。钢弦长19mm，弦直径为0.23mm，对弦的要求是均匀、弹性好、抗疲劳性能好，为此须作严格的老化处理。测力计安装在直径为37mm的钻孔内，依靠楔块3紧压钻孔岩壁。使之具有一定的初始安装应力