《采场底板变形破坏探测原理与方法课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《采场底板变形破坏探测原理与方法课件（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、采场底板变形破坏规律观测 底板突水类型：构造揭露型突水， 断层采动型突水 底板破坏型突水 其中， 和与采场底板的变形破坏有关。特别是在薄隔水层底板条什下，常常因采动造成底板的变形破坏，从而引发底板突水。 采场底板岩层变形破坏观测不仅是要获得底板岩层的变形破坏深度，更重要的是通过对底板岩层变形观测，进一步对底板岩层进行应力计算分析。即：现场实测得到了采场底板位移后，通过位移反分析方法，反求出底板岩层的力学参数(如弹模E等)，进而求出底板岩层的应力场。采场底板变形破坏探测原理与方法课件 1 采场底板变形破坏探测原理与方法 探测方法划分三类： 水文地质法：钻孔注(放)水法 岩石力学法：钻孔岩移观测法
2、 应力测量法 物探法：钻孔声波法 钻孔成像法采场底板变形破坏探测原理与方法课件一、钻孔注（放）水观测法 1 观测原理 工作面开采前，向采场底板岩层中钻一定深度的钻孔。 在推进过程中测试钻孔推过前后，注(放)水量的变化。 钻孔注(放)水量变化反映了底板岩层渗透性或裂隙状况的变化，由钻孔注(放)水量变化即可判断底板岩层的破坏状况。 一般，钻孔注(放)水量经历3个阶段： 工作面推进到距注水观测钻孔一定距离(30-40m)时，钻孔处的岩层承受超前支承压力作用而压缩，岩层中的原生裂隙逐渐闭合，岩层渗透性降低，钻孔注(放)水量会减少；采场底板变形破坏探测原理与方法课件 工作面推过钻孔后 (50-60 m)
3、，钻孔处底板岩层处于应力卸压带，底板岩层由于法向弹性变形恢复，整体向上位移，岩层中的原生裂隙重新张开，并进一步扩展、贯通，使岩层渗透性增大，这时钻孔注(放)水量会增大； 随采场继续向前推进，采空区顶板岩层下沉，底板垂向应力逐渐恢复，岩层裂隙再次闭合，渗透性降低，钻孔注水量随之减少。 采用一定的钻孔布置方案和观测方法，可以观测到不同深度处的底板岩层在开采前后的注(放)水量变化，从而判断底板岩层的开采扰动破坏深度。 钻孔注水量：是指人为向钻孔内注入的水量； 钻孔放水量：是指当底板某一岩层中含有裂隙水或其它水 源，且有较稳定的涌水量时，涌出孔口的水量。采场底板变形破坏探测原理与方法课件2 观测方法
4、分2种：多孔孔底单段观测法；单孔全长分段观测法。 多孔孔底单段观测法 在采场底板中布置一组多个钻孔，各钻孔终孔于垂向不同深度的底板岩层层位。 孔底保留2m裸孔，其余段用钢管封孔。通过分别观测每个钻孔孔底段的渗透性，实现不同深度处岩层渗透性的观测。采场底板变形破坏探测原理与方法课件单孔全长分段观测法 关键：双端堵水器。 仪器结构：由2个可膨胀收缩的胶囊和1根连接管组成。 观测过程： a)先将胶囊处于收缩状态的双端堵水器推入钻孔中的观测深度位置； b)加压(水或气)使胶囊膨胀封堵钻孔，在钻孔中分隔出两胶囊之间的观测段； c)接通注水管路，对钻孔密封段(1m)进行注水测试； d)该点测完后，胶囊卸压
5、收缩，把仪器向孔底(或孔口)推移1m，准备下一段的观测，逐段进行观测。胶囊注水探管胶囊注水孔采场底板变形破坏探测原理与方法课件采场底板变形破坏探测原理与方法课件 2种方法的比较： 与多孔单段观测法相比，单孔全长观测法的优点： a)减少了钻孔施工和钢管封孔的工程量； b)适应性强，可在任意角度的仰、俯孔中观测； c)孔内注水段小，注水时间短，提高观测效率； d)可以连续观测，保证了观测结果的连续性。 所测结果不是关于点的变化资料，而是观测范围内整个钻孔段的变化资料。采场底板变形破坏探测原理与方法课件3 观测阶段划分 实际观测中，一般多采用注水观测。只有当观测层位较深，且离具有稳定涌水量的灰岩距离
6、较近时，才采用放水观测。 注水观测可分为4个阶段： 未受开采影响时的采前观测； 在开采过程中，超前支承压力作用下底板岩层压缩阶段 的观测； 采面推过后，底板岩层卸压膨胀阶段的观测； 顶板充分冒落后，底板岩层再压缩阶段的观测。 观测周期： 根据底板岩层渗透性变化情况，适当调整。变化大时1天观测1次，变化小时可3-5天观测1次。采场底板变形破坏探测原理与方法课件二、钻孔岩移观测法l 观测原理 底板应力：超前支承压力区卸压区应力恢复区 变形：压缩区膨胀区再压缩区。 钻孔岩移观测法，就是在钻孔内不同深度固定测点，用钢丝一端连接孔内测点，另一端引出钻孔孔口。在开采过程中当测点处的岩层发生移动时，在孔口通
7、过测量仪器测出该点岩层与孔口处岩层的相对位移值，就表示测点处的岩层移动变形值。采场底板变形破坏探测原理与方法课件2 观测关键 测点固定方式；位移观测仪器；观测系统安装。 钻孔内测点固定： a)压缩木法； b) 钢卡法。 压缩木法：实用可靠，测点固定牢固，使用寿命较长， 成本低。但制作较复杂。 位移观测仪器： a)钢尺量测法； b)机械式多点位移计量测法。 钢尺量测法：比较简单，在孔口外钢丝端系上重锤，用钢尺量测孔口点与重锤的相对距离即可。但精度较低。 多点位移计量测法：是一种专门用于钻孔位移测量的仪器，精度达0.01mm。采场底板变形破坏探测原理与方法课件 观测系统安装： 即测点固定，要求：a
8、)测点固定位置准确，固定可靠； b)各测点钢丝编号清晰，避免混淆。3 观测资料的应用 钻孔注(放)水资料可得到底板破坏深度； 而钻孔岩移观测，获得的仅是底板岩层的位移值，它反映了岩层的变形信息，不能直接用于判断底板岩层的破坏深度，但可通过底板位移反分析，得到底板岩层的力学参数。采场底板变形破坏探测原理与方法课件三、应力测量法 初始地应力测量，主要有：水压致裂法； 应力解除法； 应力恢复法。 附加地应力测量，如采场超前支承压力，采用油压枕 或钢弦式压力盒。采场底板变形破坏探测原理与方法课件四、钻孔声波法 原理：声波仪的发射探头发出高频的声波或超声波，声波作为一种机械振动波通过岩体传播，经过一段时间后再由接收探头接收。 穿过岩体的声波波速与岩体力学性质、应力状态、结构状况等密切相关。 由于岩体中一般存在节理、裂隙，声波的传播将会受到这些非连续面的影响，波速降低，能量衰减。 根据采场底板岩层声波传播速度在开采前后的变化，可判断出采场底板的开采扰动破坏深度。 在均匀弹性介质中波(纵波)的传播速度为： 式中：E弹性模量；泊松比；介质密度。采场底板变形破坏探测原理与方法课件采场底板变形破坏探测原理与方法课件
