煤矿地压监测方法与新技术

李新建（龙煤七台河矿业有限责任公司龙湖煤矿，黑龙江七台河154600）

煤矿地压监测方法与新技术

李新建
（龙煤七台河矿业有限责任公司龙湖煤矿，黑龙江七台河154600）

地压监测是地压研究的重要环节，是揭示矿山地压活动规律的科学手段。从地压监测发展方向上讲，要加强监测仪器及监测结果处理方面的研究，同时把监测的结果与理论计算分析结果相比较，找出二者之间的差异，使得系统设计逐步符合工程实际。本研究主要阐述了常规地压监测方法、地压监测技术的新进展等问题。

地压监测；方法；新技术

1　常规监测方法

1.1机械法

机械法是通过简单的机械设备，如齿轮、齿条、杠杆、滑尺等测得的量给予放大并显示出来的方法。该法具有结构简单、工作性能稳定、读数可靠、价格较低的优点，但精度较低、测量工序复杂，且不能遥测，体积通常较大，使用范围受到一定限制。

1.2电测法

电测法精度高，通过记录和分析可以实现自动化，可遥测和长期观测，既可测静态量也可测动态量，适应性强。它的不足之处是抗干扰性差，特别是在井下更为严重。电测法中使用最广泛的是电阻应变测试，也能把被测量转化成电感、电容或频率等参数，在不同的场合广泛应用。

1.3声测法

声测法是属于地球物理探测法中的一种，是利用岩体中传播的声波，按波速的变化和振幅的衰减来确定岩体物理力学特征。它测量的是各区段的特征，而不是一个点，得到的结果更接近岩体的实际情况。声速在对岩体进行分类，评价岩体的稳定性、松动情况等方面均得到了实际应用。声发射法还能预报岩爆和冒顶，有着其他方法达不到的效果。

1.4光测法

光测法主要用光弹元件做传感器，对岩体或支架的应力应变进行量测，或对各种荷载进行量测的方法。该法具有性能稳定、测试结果直观、价格便宜等优点。由于不能遥测，精度较低，且传感器安设工艺较复杂等缺点，使它的应用和推广受到限制。

2　地压监测技术的新进展

矿山岩体工程自动监测系统由硬件系统与软件系统组成，它们共同实现岩体工程的长期智能监测。硬件系统包括实施应力、应变、位移、渗压与温度等信号检测的各种传感器，信号传输网络和集成系统等。自动监测软件系统主要由系统配置、自动监测和数据分析组成，包括数据采集和集成控制功能程序、实时数据库管理功能程序、分析和预警功能程序、可视化功能程序等。系统配置负责各通道传感器的配置管理、数据库管理、传感器的自动选定、系统采样、存储、报警等方式的设置等。分析和预警部分是对监测信息进行分析计算，对监测系统用采集的各物理量值和大量监测信息进行实时处理、应用和高效管理，实时显示当前测量信息，提供数据库为多用户支持，结合工程实际情况对监测信息进行分析、综合、发布或报警。

原始数据采集是矿山岩体工程自动监测系统的基础，数据采集来源于具有不同功能的传感元器件。传感元器件采集被测物体的物理或几何信息，并转化为光、电、磁等信号，信号经信息网络传输，由工控机接收，经A／D转换器转换后，由计算机将数字信号集成、处理和分析计算，用数字、图表等形式来反映被测对象的应力、位移、变形、破坏和稳定性状态，实现各种监测参数的分析计算和结果显示。数据采集传感元器件要求性能稳定、寿命长、互换性好。传感元器件主要有电容式、振弦式、压阻式、差动电阻式、电位器式、陶瓷电容式等。应变、位移、应力和荷载等测量，按实际情况，采用不同的传感器与仪器。

光纤传感器和光纤光栅传感器是新型工程监测传感器。光纤传感器具有线性程度高、重复性好、测量参数多、分布式测量等优点，且抗电磁干扰能力强、耐高温、体积小、接线简单，可实现数据远距离传输。

2.1工程自动监测中的信息网络

矿山岩石工程自动监测系统是一个实现数据采集与传输、数据集成、数据分析与管理、智能决策等多种功能的庞大系统。系统利用传感器采集现场物理、力学参数，结合单片机技术、嵌入式微操作系统和数字技术实现各数据采集模块的无缝集成。通过有线或无线方式实现信息的实时传输，借助数据库技术实现采集信息的自动整理入库，经综合、分析和计算对采集的信息进行处理，并按图示技术和多媒体技术的要求输入结果。

岩体工程有实时、远程、无人值守、全天候服役、监测范围大和精度高的特点，从数据的采集传输到后续的分析预报，基本无须人工干预。实时、远程自动化监测系统能有效对巷道、采场、边坡的位移、应力、破坏、沉降等进行动态全天候监测。实时、远程与非接触监测尤其适用于地表沉降、边坡稳定性等监测。

矿山岩体工程非接触监测，集成了激光、遥测、遥控和通信技术，应用全站仪、卫星定位系统、数码相机等采集数据，实现大型复杂工程动态与静态自动监测。利用GPRS实现GPS原始数据和现场信息无线传输，在安全区域的控制中心就能够及时分析和决策。GPS远程非接触自动化监测系统，为矿山岩石工程监测开辟了新模式。激光微小位移监测、时域反射技术（TDR）、光纤应变技术等也是矿山岩体工程非接触监测技术。

实时、远程与非接触监测系统同地理信息系统、计算机决策支持系统、CAD技术、卫星信息传输技术、网络传输技术等高新技术的综合应用，建立了工程数据库和工程信息管理系统，为矿山工程监测信息的收集与分析、工程设计与施工提供了有力的支持。

2.2监测信息处理

工程自动监测系统结合工程地质、岩体力学和地质工程信息，有效地将来自监测、理论分析和专家经验的各种信息进行综合和集成，实现自动或人工报警。自动监测系统的信息系统是一个大型的分析处理系统和数据管理系统，系统具有原始数据与文件输入、数据库维护、数据分析处理、数据查询、图文与报表输入等基本功能。信息处理系统与自动监测系统直接连接，能把自动监测系统的数据自动转入数据库，同时该系统可与其他软件系统共享数据，成为各个系统的总数据库。系统对各监测点数据进行分析和比较，存储重要历史信息，进行变化趋势分析，确定临界状态，自动形成工程监测的图形、曲线、表格和文字报告。

监测信息的可视化是在工程图文管理环境下的图形分析和子系统，可以对监测、地质、水文气象等信息进行集成和可视化分析，实现监测信息分析在三维地质体中的可视化，可对任意指定时间和区域的位移、变形、应力分布等信息进行综合图示。

［1］赵奎.矿山地压测试技术［M］.北京：化学工业出版社，2013.

［2］邹喜正.矿山压力与岩层控制［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2005.

Methods anDneWtechno logies of coalmine grounDpressuremonitoring

LIXin-jian
(Longhu CoalMine,Longmay Qitaihe CoalMining Co.,Ltd.,Qitaihe154600,China)

The grounDpressuremonitoring is an important study partof grounDpressure,it is a scientificmeans to reveal the activity laWof mine grounDpressure.Fromthe development direction of grounDpressure monitoring,it shoulDstrengthen research processing ofmonitoring instruments anDmonitoring results,at the same time make comparison of monitoring results anDtheor etical calculation analysis results tofinDout the difference between them,making the systemconformtoactualengineering design.Thisstudy describeDthe conventionalmethoDofgrounDpressuremonitoring anDneWprogressofgrounDpressuremonitoring technology.

GrounDpressuremonitoring;Methods;NeWtechnology

TD821

A

1674-8646（2016）03-0040-02

2016-01-05

李新建（1976-），男，黑龙江勃利人，工程师，主要从事采区采煤技术工作。