變形監(jiān)測(cè)論文變形觀測(cè)論

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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題,在傳感器的校正上尚存在進(jìn)一步研究的必要?！　￡P(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:A　　0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),也受應(yīng)力場(chǎng)重新分配的情況

2、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?！　?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),通過鉆孔方式,將測(cè)斜探頭通過連桿按計(jì)算的傾角導(dǎo)入頂板,直接將探頭固定在被測(cè)點(diǎn)上,在采動(dòng)過程中,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

3、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)?！　?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)過程中巖體的變形程度?！　?.2數(shù)據(jù)的處理

4、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)選擇工作面的長度作為橫坐標(biāo),考察不斷采煤過程中角位移的動(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,說明X,Y不斷的變化,說明巖層的變形情況。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)?！　‖F(xiàn)場(chǎng)對(duì)上覆巖層進(jìn)行了了角位移變形監(jiān)測(cè),4#鉆孔為角位移監(jiān)測(cè)鉆孔,通過鉆孔內(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

5、狀態(tài),其中顏色較深點(diǎn)代表一次觀測(cè)結(jié)果?？梢郧宄乜闯鲈诠ぷ髅嫱七M(jìn)過程中上覆巖層由變形到相對(duì)穩(wěn)定的一個(gè)過程。　　對(duì)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(dòng)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(jié)構(gòu)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(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

6、,與角位移變形監(jiān)測(cè)結(jié)果相一致。　　3結(jié)論　　通過角位移應(yīng)變監(jiān)測(cè)覆巖破壞規(guī)律具有可行性,但存在施工繁瑣的問題,且完全耦合難度較大。目前只能相對(duì)的衡量變形的尺度,定量的衡量還要在傳感器的校正上做進(jìn)一步的研究。