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申请/专利权人：中国矿业大学

摘要：本发明公开了一种煤矿采动覆岩三维空隙的连续监测方法，属于煤炭开采技术领域。通过煤矿覆岩多位离层监测装置测量煤层开采后上覆岩层的三维空隙：基于煤层开采厚度与导水裂隙带发育高度，制定采动覆岩空隙监测方案；在回采工作面上方地表布置垂直监测钻孔，在钻孔内安装煤矿覆岩多位离层监测装置；通过数据采集箱与计算机实时采集、存储与分析监测数据；基于采煤工作面推进距离，分析采动覆岩单孔空隙演变规律；采用克里金插值法，根据多孔监测数据预测工作面未知点空隙，生成采动覆岩空隙空间曲面可视化模型。本发明能够实现对煤层开采过程中覆岩三维空隙分布特征的连续监测，为确定注浆充填关键参数提供科学的依据。

主权项：1.一种煤矿采动覆岩三维空隙的连续监测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采集被测回采工作面的煤层开采厚度与导水裂隙带发育高度信息，之后选取被测回采工作面上方采动覆岩作为目标监测区域；S2、在地表向正在回采的被测工作面间隔布置多个垂直监测钻孔21，垂直监测钻孔21根据回采工作面面积与监测精度设置位置、间距与数量；在每个垂直监测钻孔21依次通过弯曲下沉带19、裂隙带18直至垮落带17顶部；之后向垂直监测钻孔21中安装连续监测装置，所述连续监测装置包括空心管套结构的套筒1和数据采集箱16；套筒1包括上半部分的钻井外部段以及下半部分的钻井内部段，钻井外部段两侧设有多根水平设置的横支架2，横支架2的端头通过连轴12和螺母片13活动连接有缠线轮毂3；钻井内部段中设有上下依次穿过套筒1并依次与不同深度孔壁连接固定的多个锚头9，每个锚头1均连接有一根测线8，套筒1顶部设有与锚头9数量匹配的计数轮毂6，每个计数轮毂6均连接有转速传感器7，横支架2的数量与锚头9的数量匹配，每个锚头9的测线8均通过单独匹配的计数轮毂6改变方向后缠绕在单独匹配的缠线轮毂3上，每个缠线轮毂3上均通过配重线4悬挂有配重5；所有转速传感器7均通过传感器信号线15与数据采集箱16连接；锚头9外侧围绕圆周设有一圈倾斜设置的弹簧卡勾，弹簧卡勾包括卡勾凹槽，卡勾凹槽底部设有远程控制继电器11，卡勾凹槽中还设有通过制弹簧14控制伸缩的卡钩10；S3、在S1确定的导水裂隙带发育高度范围内将每个垂直监测钻孔21中的不同锚头9锚固在钻孔内四周岩壁中，锚头9连接的侧线通过计数轮毂6和缠线轮毂3固定于套筒1顶部开口；S4、将煤矿覆岩多位离层监测装置的计数轮毂6侧面的转速传感器7信号线牵引至孔口数据数据采集箱16，并连接计算机，将每个锚头9作为测点，并在计算机中实时记录并存储所有测点离层数据；S5、为了获得采动覆岩三维空隙随工作面推进的演化图，根据S2中的垂直监测钻孔21布置方案，重复步骤S2-S4，实时监测并记录被测工作面开采过程中不同推进距离下的单个垂直监测钻孔21的测量数据，分析裂隙带底部及以上相邻测点的离层与地表下沉监测值，得到被测工作面某点的空隙随推进距离的变化规律；S6、根据S2中的垂直监测钻孔布置方案，重复步骤S5，获得不同推进距离下正在回采的被测工作面上方全部垂直监测钻孔数据，将全部垂直监测钻孔数据存储入计算机中为多孔监测数据，利用存储在计算机中的多孔监测数据，采用克里金插值法预测回采工作面未知点空隙，生成三维采动覆岩空隙空间曲面可视化结构图，得到被测工作面的空隙空间分布特征，为注浆充填位置及充填量设计提供指导。

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百度查询： 中国矿业大学 一种煤矿采动覆岩三维空隙的连续监测方法