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1、10申请公布号CN102587983A43申请公布日20120718CN102587983ACN102587983A21申请号201210022940122申请日20120112E21F17/1820060171申请人山东科技大学地址266590山东省青岛经济技术开发区前湾港路579号山东科技大学72发明人潘立友54发明名称煤矿冲击地压综合预警观测方法57摘要本发明公开了一种煤矿冲击地压综合预警观测方法，它首先获得冲击地压煤层的高应力场范围；然后人为干预观测扰动范围；最后全方位动态监测。本发明通过将采掘工作面覆岩运动破坏和应力场应力大小及分布密切联系在一起进行综合监测，从而预测出冲击地压发生的。
2、危险性并及时报警措施，避免冲击地压危险事故的发生。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页1/1页21一种煤矿冲击地压综合预警观测方法，其特征在于，第一步获得冲击地压煤层的高应力场范围在冲击地压煤层工作面开采过程中，首先在回采巷道中沿工作面前进方向，每间隔1020米布置一台顶板动态仪，进行连续观测顶板下沉速度，从而获得顶板下沉速度突变的地点；然后在该地点逐步缩小顶板动态仪的间隔距离，继续连续观测顶板下沉速度，直至逼近准确的超前压力范围值，该范围确定为顶板高应力场范围；第二步人为干预观测扰动范围在回采巷道中，从。
3、高应力场边缘处开始，沿工作面前进方向每间隔510M布置一台高敏感应力计，布置四台以上；并在动应力场范围内的应力峰值位置向煤层中钻35个孔，孔间距35M，孔深810米，孔中装入炸药，一次爆破；爆破后爆轰波在煤层中传播并逐渐衰减，同时高敏感应力计观测记录到应力波数据，根据每台应力波显示数据的大小从而确定出动压区能量释放的扰动范围；第三步全方位动态监测在上述确定的高应力场范围与扰动范围内的巷道中，布置埋设多组敏感压力传感器，组与组之间的间距根据应力分布规律定为2040M，每组埋设23个、间距05M的23个敏感压力传感器，且每组的的传感器在不同深度上；埋设时首先向围岩中钻孔，将敏感压力传感器浇筑在钻孔。
4、中，并将传感器信号传输到数据采集处理器上；在工作面开采中，数据采集处理器及时处理应力场的变化数据，当达到系统设置的预警参数时，进行报警，从而实现煤矿冲击地压危险性监测预警。权利要求书CN102587983A1/3页3煤矿冲击地压综合预警观测方法技术领域0001本发明属于煤矿开采技术领域。背景技术0002冲击地压是世界范围内煤矿中最严重的自然灾害之一。我国大多数矿山的煤层与岩层都具有不同程度的冲击倾向性，在一定的临界深度下煤岩冲击极为严重，特别是随着我国煤矿开采深度以每年约20M的深度不断增加，冲击地压越来越严重，已成为制约我国矿山生产和安全的主要重大灾害性事故之一。尽管国内外学者在冲击地压发生。
5、机理、监测手段及控制技术等研究方面取得了重要进展，但还远没有从根本上解决其有效预测和防治问题。我国煤矿矿井大多建于五六十年代，随着时间推移和矿产资源开发向深部转移，这些矿井将进入深部开采，冲击地压灾害问题将更趋严重、更为突出、更为普遍。0003在冲击地压预测与防治方面，由于对开采后上覆岩层运动变化规律及采场围岩应力场的时空分布规律不清，开拓与回采的决策理论不完善，目前在冲击地压煤层的采掘设计基本上依靠统计经验来决策，因而经常出现在高应力区内、孤岛与半孤岛煤柱中进行采掘工作，为冲击地压的发生提供了力源条件。由于没有把握复杂高应力和大埋深条件下的冲击煤岩层破坏过程的内在本质规律，因而对冲击地压发生。
6、的时间、地点及强度等没有达到定量预计的程度；冲击地压矿井普遍采用的信息采集技术，其测试参数不完善，监测的信息还不十分可靠，只能进行冲击地压的定性监测；对监测到的信息没有从理论上、实验上、方法上进行综合处理，其反馈信息对冲击地压预测的可靠性较差。所以目前冲击地压控制是全面防治，造成大量的人力、物力的浪费，极大地影响生产组织，降低了生产效率。在冲击地压预测预报方面，近几年来这方面的研究取得了重大的进展，但在在动态应力范围、高应力区能量释放特征的定量观测方面，还没有形成系统、可靠的观测方法，特别是深井条件下，岩层的软化作用明显，其动应力范围的判断准则很难建立，目前的观测手段与方法很难取得定量数值。0。
7、004所以，我国煤矿冲击地压煤层的开采设计和实施仍然停留在对开采覆岩运动和应力场分布发展规律不清的发展阶段。这是当前煤矿冲击地压事故频繁，特别是重大灾害事故没有从根本上得到控制，开采经济效益低的重要原因之一。理论研究和生产实践证明，冲击地压事故几乎都与采掘工作面覆岩运动破坏和应力场应力大小及分布密切联系在一起。发明内容0005本发明的目的是为完善煤矿冲击地压危险性预测的可靠性问题，提出一种综合预警观测方法。0006本发明采取的技术方案是0007第一步获得冲击地压煤层的高应力场范围0008在冲击地压煤层工作面开采过程中，首先在回采巷道中沿工作面前进方向，每间隔1020米布置一台顶板动态仪，进行连。
8、续观测顶板下沉速度，从而获得顶板下沉速度突说明书CN102587983A2/3页4变的地点；然后在该地点逐步缩小顶板动态仪的间隔距离，继续连续观测顶板下沉速度，直至逼近准确的超前压力范围值，该范围确定为顶板高应力场范围。0009第二步人为干预观测扰动范围0010在回采巷道中，从高应力场边缘处开始，沿工作面前进方向每间隔510M布置一台高敏感应力计，布置4台以上；并在动应力场范围内的应力峰值位置向煤层中钻35个孔，孔间距35M，孔深810米，孔中装入炸药，一次爆破；爆破后爆轰波在煤层中传播并逐渐衰减，同时高敏感应力计观测记录到应力波数据，根据每台应力波显示数据的大小从而确定出动压区能量释放的扰动。
9、范围。0011第三步全方位动态监测0012在上述确定的高应力场范围与扰动范围内的巷道中，布置埋设多组敏感压力传感器，组与组之间的间距根据应力分布规律定为2040M，每组埋设23个间距05M的23个敏感压力传感器，且每组的的传感器在不同深度上；埋设时首先向围岩中钻孔，将敏感压力传感器浇筑在钻孔中，并将传感器信号传输到数据采集处理器上；在工作面开采中，数据采集处理器及时处理应力场的变化数据，当达到系统设置的预警参数时，进行报警，从而实现煤矿冲击地压危险性监测预警。0013本发明的积极效果是通过将采掘工作面覆岩运动破坏和应力场应力大小及分布密切联系在一起进行综合监测，从而预测出冲击地压发生的危险性并。
10、及时报警措施，避免冲击地压危险事故的发生。附图说明0014图1是本发明顶板动态仪布置及动应力场示意图；0015图2是本发明人为干预诱发与观测仪器布置示意图；0016图3是本发明全方位动态监测示意图。具体实施方式0017下面结合附图说明本发明的实施。0018第一步获得动应力场范围0019如图1所示，在冲击地压煤层工作面开采过程中，首先在回采巷道中沿工作面前进方向，每间隔1020米布置一台顶板动态仪，进行连续观测顶板下沉速度，从而获得顶板下沉速度突变的地点；然后在该地点逐步缩小顶板动态仪的间隔距离，继续连续观测顶板下沉速度，直至逼近准确的超前压力范围值，该范围确定为顶板动应力场范围。0020第二步。
11、人为干预确定扰动范围0021如图2所示，在回采巷道中，从动应力场边缘处开始，沿工作面前进方向每间隔510M布置一台高敏感应力计，布置4台以上；并在动应力场范围内的应力峰值位置向煤层中钻35个孔，孔间距35M，孔深810米，孔中装入炸药，一次爆破；爆破后爆轰波在煤层中传播并逐渐衰减，同时高敏感应力计观测记录到应力波数据，根据每台应力波显示数据的大小从而确定出动压区能量释放的扰动范围。0022第三步全方位动态监测0023在上述确定的高应力场范围与扰动范围内的巷道中，布置埋设若干组敏感压力传说明书CN102587983A3/3页5感器，如图3所示，组与组之间的间距根据应力分布规律定为2040M，每组埋设23个间距05M的23个敏感压力传感器，且每组的的传感器在不同深度上；埋设时首先向围岩中钻孔，将敏感压力传感器浇筑在钻孔中，并将传感器信号传输到数据采集处理器上；在工作面开采中，数据采集处理器及时处理应力场的变化数据，当达到系统设置的预警参数时，进行报警，从而实现煤矿冲击地压危险性监测预警。说明书CN102587983A1/2页6图1图2说明书附图CN102587983A2/2页7图3说明书附图CN102587983A。