矿井回采地压监测实践.pdf

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1、矿业工程第1O卷第4期16MiningEngineering2012年8月矿井回采地压监测实践柴延森徐涛(安徽大昌矿业集团有限公司，安徽霍邱237400)摘要：随着矿山开采，逐渐形成大量采空区，开采沉陷问题越来越突出。本文通过智能化井下矿体回采地压灾害监测系统，对采空区的岩石应力、位移以及巷道收敛进行监测和数据处理，从而实现对采空区垮冒事故的预测预警，降低开采沉陷损害。关键词：智能化；矿井回采；灾害；监测预警中图分类号：TD823．9文献标识码：B文章编号：1671—8550(2012)O4—0016-02声发射检测仪、收敛计和振弦式钻孑

2、L应力计连接，通过计0引言算机与地面监控站联系，分别构成声发射监测、应力监测地下矿产资源开采后，破坏了岩体内部原有的力学平和位移监测网络。衡状态，使围岩产生移动变形，最终导致地表沉陷，其过程是连续的非均匀的传递过程，必将对地表的自然景观和人工环境产生一系列影响，改变了原有地貌，破坏了自然计水系，对高潜水位地区会引起生态变化，地面原有建、构筑物受到不同程度的损害甚至严重破坏口]。开采沉陷是一个复杂的空间过程，主要影响因素有采深、采高、上覆岩性和工作面尺寸。地表下沉随着开采尺寸的增大而增加，当尺寸达到临界时，下沉将达到最大值。图1智能化井下矿

3、体回采地压灾害监测系统结构为减小开采沉陷损害，金属矿山中多采用尾矿加凝固剂对采空区进行充填，因此，充填体的稳定对控制地表下沉有2监测仪器极大影响_3]。为了实现安全生产，需研究适合于井下采空区的地压——声发射仪。岩石在受力变形过程中，以弹性泼形监测技术手段，建立完善的地压监测系统，进行现场监测式释放应变能的现象称为声发射。该技术是研究岩石力学及地压活动规律研究。常规监测方法无法实现实时检测和性质的一种方法，通过对岩石声发射信号的分析和研究，数据自动处理，极大降低了监测数据的准确性和实时性。推断岩石内部的形态变化，反演岩石破坏过程，分析岩石

4、随着计算机应用和传感器技术的飞速发展，通过对回采过破坏机理。程进行监测，使得建立智能化井下矿体回采地压灾害监测声发射是岩体受力变形过程中发生的一种声学现象，系统成为可能，可实现资源的安全、高效、经济回采智声发射监测方法一般分为两类：1)流动的间断性监测。采能化井下矿体回采地压灾害监测系统，对矿山企业发展具用便携式声发射监测仪对测点不定期监测，根据参数的变有十分重要的意义，同时为其它类似矿山提供参考作用。化，判断岩体破坏趋势，评价岩体结构的稳定性，预测危险破坏的来临，为安全生产提供可靠的信息；2)连续监l监测系统组成测。采用多通道声发射监测

5、系统对某一区域实施连续监测，智能化井下矿体回采地压灾害监测系统包括布置在硐利用声发射参数评价围岩状态，及时掌握地压发展的动态室内的控制计算机、声发射检测仪、收敛计、振弦式钻孔规律。该监测系统采用连续监测方法，通过在采空区安装应力计和在采空区周边巷道钻孔内安装的声发射探头、测声发射探头，通过监测仪与计算机相连，构成监测系统。桩、振弦传感器，声发射探头、测桩、振弦传感器分别与由于在岩体发生破坏之前，声发射信号已发生变化，通过对参数的分析，预测岩体内部早期的破坏状况和发展趋势，结合应力和位移监测，可有效监测地压活动的动态。收稿日期：2012—0

6、2—13作者简介：柴延森(1965一)，男(汉族)，安徽霍邱人，安徽大昌——钻孔应力计。这是一种测试围岩内部应力的仪器，矿业集团有限公司支持采矿工程师，总经理，主要从事采矿工作。通过对应力计二次仪表读数的统计分析，可以判断围岩的2012年第4期柴延森等矿井回采地压监测实践17状况。由图3可知，当多个传感器接收到的岩石声发射的波——收敛仪。收敛仪是位移监测仪，使用收敛计可测形增多时，意味着该系统监测区域冒顶、垮落的概率较大，量巷道两帮相对位移，通过位移变化可判别围岩的稳定性，此时，应加强监控、监测，同时采取有效措施，预防大面是一种简单有效、

7、应用较为普通的监测手段。积冒顶。——多点位移计。当围岩产生变形破坏时，岩体的破裂是由巷道表面向岩体深部逐渐发展，破裂程度由巷道表面向岩体深部逐渐减小，因此在钻孑L不同深度安装测点，各点位移均可在基准端进行量测，通过各测点位移值判别位移变形破坏情况。鏖匡==兰==三==二=竺■一■■_3监测技术图4井下钻机打钻时的声音波形——技术路线。现场调查一地压监测网建立一实时监由图4可知，监测到的波形无规律性。测一数据分析一预测预报。——技术方案。智能化井下矿体回采地压灾害监测系统在采空区内布置监测硐室，硐室内设置控制计算机、声发射检测仪、收敛计和振

8、弦式钻孔应力计；在采空区周边巷道壁上间隔一定距离布置钻孔，孔深5～8m，孔内安装声发射探头、测桩和振弦传感器，钻孔用水泥或锚固剂充实。一一监测内容：1)在回采过程中，通过钻孔应力计、收敛计和多