煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法
【專利摘要】煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，包括步驟：(a)對(duì)擬預(yù)警回采巷道進(jìn)行煤體樣本采集，對(duì)煤體樣本進(jìn)行單軸壓縮破壞試驗(yàn)，獲得煤體的動(dòng)態(tài)破壞曲線，計(jì)算得到煤體的動(dòng)態(tài)破壞應(yīng)力指數(shù)Cd；(b)在擬預(yù)警回采巷道內(nèi)布置煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，根據(jù)監(jiān)測(cè)獲得的應(yīng)力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算得到煤體沖擊破壞應(yīng)力指數(shù)Dd，并將步驟(a)得到的煤體的動(dòng)態(tài)破壞應(yīng)力指數(shù)Cd作為預(yù)警值，如果計(jì)算得到的Dd值大于等于Cd值，則認(rèn)為擬預(yù)警回采巷道存在明顯的沖擊地壓危險(xiǎn)。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、制造成本低、預(yù)警效果明顯改善。
【專利說明】煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種沖擊地壓預(yù)警方法，尤其是一種煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法。

【背景技術(shù)】
[0002]沖擊地壓是煤礦井下發(fā)生的一種由于煤巖體在采掘活動(dòng)中集聚的彈性能量突然釋放而導(dǎo)致煤巖體瞬間拋出、巷道破壞甚至人員傷亡的動(dòng)力災(zāi)害。沖擊地壓的發(fā)生是煤體在應(yīng)力集中到一定程度后發(fā)生突然破壞的外在表現(xiàn)，對(duì)煤體的應(yīng)力及其變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)是進(jìn)行沖擊地壓預(yù)警的一種手段。
[0003]但目前常規(guī)的預(yù)警方法由于預(yù)警指標(biāo)選擇不合適，預(yù)警效果并不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種操作簡(jiǎn)單、制造成本低、預(yù)警效果明顯改善的煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，包括如下步驟:
[0007](a)對(duì)擬預(yù)警回采巷道進(jìn)行煤體樣本采集，對(duì)煤體樣本進(jìn)行單軸壓縮破壞試驗(yàn)，獲得煤體的動(dòng)態(tài)破壞曲線，計(jì)算得到煤體的動(dòng)態(tài)破壞應(yīng)力指數(shù)Cd ;煤體的動(dòng)態(tài)破壞應(yīng)力指數(shù)Cd是指在單軸壓縮試驗(yàn)中，煤的極限強(qiáng)度與殘余強(qiáng)度的差值與動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間的比值，單位為MPa/ms，其中，動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間是指煤的標(biāo)準(zhǔn)試件在單軸壓縮狀態(tài)下，從極限強(qiáng)度到完全破壞所經(jīng)歷的時(shí)間，煤體的動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間是表征其沖擊傾向性的一項(xiàng)重要指標(biāo)，具有沖擊傾向性煤體的動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間一般都低于500ms。
[0008](b)在擬預(yù)警回采巷道內(nèi)布置煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，根據(jù)監(jiān)測(cè)獲得的應(yīng)力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算得到煤體沖擊破壞應(yīng)力指數(shù)Dd，并將步驟(a)得到的煤體的動(dòng)態(tài)破壞應(yīng)力指數(shù)Cd作為預(yù)警值，如果計(jì)算得到的Dd值大于等于Cd值，則認(rèn)為擬預(yù)警回采巷道存在明顯的沖擊地壓危險(xiǎn)。煤體沖擊破壞應(yīng)力指數(shù)Dd是指擬預(yù)警回采巷道兩幫煤體動(dòng)載破壞瞬間的煤體應(yīng)力突變值與破壞時(shí)間之比，單位為MPa/ms。
[0009]在上述煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法中，步驟(a)采集的煤體樣本不少于7個(gè)。
[0010]在上述煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法中，步驟(b)布置的煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)頻率為毫秒級(jí)。
[0011]在上述煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法中，步驟(b)布置的煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)頻率為10ms-500ms。
[0012]在上述煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，步驟(b)布置的煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括的應(yīng)力傳感器數(shù)量η按回采巷道所在工作面頂板周期來壓步距Lz及工作面走向長度Lt來確定，即n = [Lt/Lz]。工作面頂板周期來壓步距經(jīng)模擬計(jì)算得到。
[0013]在上述煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，步驟(b)布置的煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在布置前對(duì)回采巷道圍巖煤體側(cè)向支承壓力峰值進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，在布置時(shí)，所有應(yīng)力傳感器均布置在側(cè)向支承壓力應(yīng)力峰值點(diǎn)位置。
[0014]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]①本發(fā)明提供的煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，由于僅采用一個(gè)預(yù)警指標(biāo)，監(jiān)測(cè)儀器布置少，傳輸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制程序簡(jiǎn)單，因此，本發(fā)明在實(shí)際操作運(yùn)用中，非常簡(jiǎn)單方便。
[0016]②本發(fā)明提供的煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，由于直接采用煤體沖擊破壞應(yīng)力指數(shù)作為預(yù)警指標(biāo)，而與之相對(duì)應(yīng)的煤體動(dòng)態(tài)破壞應(yīng)力指數(shù)是直接反映煤體沖擊傾向性的，因此，本發(fā)明預(yù)警效果明顯提高。
[0017]③本發(fā)明提供的煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，由于只需要經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)采集煤體樣本，實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)破壞測(cè)試，利用監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)煤體沖擊破壞應(yīng)力指數(shù)等簡(jiǎn)單步驟，且不需要投入昂貴的、大量的監(jiān)測(cè)設(shè)備，毫米級(jí)監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)際已經(jīng)成熟，也不需要投入大量的人力，因此，本發(fā)明極大的降低了沖擊地壓預(yù)警成本。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0019]所述煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，包括如下步驟:
[0020](a)對(duì)擬預(yù)警回采巷道進(jìn)行煤體樣本采集，對(duì)煤體樣本進(jìn)行單軸壓縮破壞試驗(yàn)，獲得煤體的動(dòng)態(tài)破壞曲線，計(jì)算得到煤體的動(dòng)態(tài)破壞應(yīng)力指數(shù)Cd:
[0021](b)在擬預(yù)警回采巷道內(nèi)布置煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，根據(jù)監(jiān)測(cè)獲得的應(yīng)力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算得到煤體沖擊破壞應(yīng)力指數(shù)Dd，并將步驟(a)得到的煤體的動(dòng)態(tài)破壞應(yīng)力指數(shù)Cd作為預(yù)警值，如果計(jì)算得到的Dd值大于等于Cd值，則認(rèn)為擬預(yù)警回采巷道存在明顯的沖擊地壓危險(xiǎn)。
[0022]在本實(shí)施例中，步驟(a)采集的煤體樣本不少于7個(gè)，優(yōu)選9個(gè)。
[0023]在本實(shí)施例中，步驟(b)布置的煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)頻率為毫秒級(jí)。
[0024]在本實(shí)施例中，步驟(b)布置的煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)頻率為10ms-500ms，優(yōu)選10ms0
[0025]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，其特征在于:包括如下步驟: (a)對(duì)擬預(yù)警回采巷道進(jìn)行煤體樣本采集，對(duì)煤體樣本進(jìn)行單軸壓縮破壞試驗(yàn)，獲得煤體的動(dòng)態(tài)破壞曲線，計(jì)算得到煤體的動(dòng)態(tài)破壞應(yīng)力指數(shù)Cd ； (b)在擬預(yù)警回采巷道內(nèi)布置煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，根據(jù)監(jiān)測(cè)獲得的應(yīng)力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算得到煤體沖擊破壞應(yīng)力指數(shù)Dd，并將步驟(a)得到的煤體的動(dòng)態(tài)破壞應(yīng)力指數(shù)Cd作為預(yù)警值，如果計(jì)算得到的Dd值大于等于Cd值，則認(rèn)為擬預(yù)警回采巷道存在明顯的沖擊地壓危險(xiǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，其特征在于:步驟(a)采集的煤體樣本不少于7個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，其特征在于:步驟(b)布置的煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)頻率為毫秒級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，其特征在于:步驟(b)布置的煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)頻率為10ms-500ms。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤礦回采巷道沖擊地壓預(yù)警方法，其特征在于:步驟(b)布置的煤體應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)頻率為100ms。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK104074547SQ201410298992
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】藍(lán)航, 毛德兵, 楊磊, 秦子晗 申請(qǐng)人:天地科技股份有限公司