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专利号: 2016103226013
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种采动覆岩运动规律原位观测钻孔布置方法,其特征在于步骤如下:

a.收集开采区域地质信息,获取该区域地层全柱状,利用岩层运动的关键层理论,获取覆岩全柱状中覆岩关键层位置和相关参数,计算获得覆岩关键层极限跨距li、初次破断距Li、周期破断距Li';

b.在开采区工作面初采期布置初采期观测钻孔:沿工作面倾向的中部依次布置多组初采期观测钻孔组,每组初采期观测钻孔组间距应小于覆岩主关键层破断距的一半;所述初采期观测钻孔组包括初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ(1)、初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ(2)和1个初采期钻孔电视观测钻孔(3),根据覆岩各关键层初次破断距Li,布置的初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ(1)、初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ(2)与工作面切眼(7)间距分别为a、b,初采期钻孔电视观测钻孔(3)与工作面切眼(7)间距分别为b;初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ(2)与初采期钻孔电视观测钻孔(3)的倾向间距为c;

c.在开采区工作面覆岩周期破断期布置破断期观测钻孔;沿工作面倾向的中部依次布置破断期观测钻孔组,每组破断期观测钻孔组间距大于覆岩主关键层周期破断距;所述破断期钻孔组包括破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ(4)、破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ(5)和1个破断期钻孔电视观测钻孔(6),通过覆岩各关键层周期破断距Li',布置的破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ(4)、破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ(5)与工作面切眼(7)距离分别为d,e,破断期钻孔电视观测钻孔(6)与工作面切眼(7)间距分别为e,破断期岩层运动原位观测钻孔(5)与破断期钻孔电视观测钻孔(6)倾向间距为f。

2.根据权利要求1所述的采动覆岩运动规律原位观测钻孔布置方法,其特征在于:所述初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ(1)、初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ(2)、初采期钻孔电视观测钻孔(3)、破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ(4)、破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ(5)和破断期钻孔电视观测钻孔(6)的钻孔深度均以覆岩第1层亚关键层为准,直至钻进覆岩第1层亚关键层底界面为止。

3.根据权利要求1或2所述的采动覆岩运动规律原位观测钻孔布置方法,其特征在于:

为避免所有钻孔受到工作面回采的超前影响而出现孔内错断、孔壁坍塌进而造成堵孔的现象,所有钻孔施工工作应超前工作面200m左右完成,并保证所有钻孔在岩层移动监测设备安装之前完好。

4.根据权利要求1所述的采动覆岩运动规律原位观测钻孔布置方法,其特征在于:利用公式: 计算覆岩关键层极限跨距li;利用公式: 计算覆岩关键层初次破断距Li;利用公式 计算覆岩关键层周期破断距Li′;式中:i取值为i=1、

2、3、4,即分别表示亚关键层1(KS1)、亚关键层2(KS2)、亚关键层3(KS3)、主关键层(MKS),Rt为覆岩关键层岩性抗拉强度,qi为覆岩关键层载荷量,hi为覆岩关键层厚度,Σhi为覆岩关键层距煤层顶板距离。

5.根据权利要求1或4所述的采动覆岩运动规律原位观测钻孔布置方法,其特征在于:

所述工作面覆岩初采期布置的初采期观测钻孔(1)与工作面切眼距离a满足L1<a<L2;初采期观测钻孔(2)与切眼距离为b,b满足L3<b<L4,且初采期观测钻孔(1)与初采期观测钻孔(2)的钻孔间距为Δ,Δ=b-a<L4/2;初采期钻孔电视观测钻孔(3)与初采期观测钻孔(2)间距c=10m~20m。

6.根据权利要求1或4所述的采动覆岩运动规律原位观测钻孔布置方法,其特征在于:

所述工作面覆岩周期破断期,布置的破断期岩层运动原位观测钻孔(4)与工作面切眼距离为d满足:L4+(n-1)L4'<d<L4+nL4';破断期岩层运动原位观测钻孔(5)与工作面切眼距离为e满足:e>d+L4',即破断期岩层运动原位观测钻孔(4)和破断期岩层运动原位观测钻孔(5)钻孔间距Δ满足Δ>L4';同时破断期钻孔电视观测钻孔(6)与破断期岩层运动原位观测钻孔(5)间距为f=10m~20m;式中n标示覆岩关键层主关键层已经历的周期破断数目。