急斜煤层预爆破顶煤裂隙特征钻孔光学测定.pdfVIP

第31卷第2期 西安科技大学学报 V01．3lNo．2 201 UNIVERSITYOFSCIENCEAND Mar．20ll 1年03月 JoI珉NALOFⅪ’AN TECHNOLOGY 文章编号：1672-9315(2011)02—0153一04 急斜煤层预爆破顶煤裂隙特征钻孔光学测定 敬1，2 王石成1”，来兴平1”，赵建会1”，王青松1’2，马 (1．西安科技大学能源学院，陕西西安710054；2．教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西西安710054) 摘要：煤岩裂隙钻孔光学窥视测定是基于数字图像相关方法(DigitalImageCorrelation，DIC)光 学测量手段，基于室内光学测试技术，改进煤岩损伤与裂隙现场声光电综合测试装置，以碱沟煤 矿+564 m水平B，+。急倾斜煤层工作面为例，经过对超前预爆破顶煤裂隙特征测定，定量分析了 顶煤裂隙的数量、大小和倾角，确定裂隙方位，为安全开采提供保障。 关键词：急斜煤层；超前预爆破；裂隙特征；光学测定 67 中图分类号：TD 文献标志码：A 煤岩体是由节理和裂隙等不连续面组成的复杂工程地质体。声发射、声波、光纤传感和数字式摄像 技术等方法，在岩石力学研究与安全开采中发挥了重要作用【l“J。基于室内光学测试技术，改进煤岩损伤 与裂隙现场声光电综合测试装置，可探测煤岩体内部不连续面，分析岩体内部裂隙发育与离层特征、裂隙 大小与倾角，判定裂隙方位；实时动态计量岩石裂纹扩展过程，连续准确显示裂纹时空演化过程、变形量 和方向，对现场煤岩离层与大变形监测有效。在急斜煤层高阶段综放开采条件下，易产生局部化结构失 稳并诱致动力灾害。通过神新公司碱沟煤矿急斜煤层顶煤超前预爆破现场光学测试，为工艺确定、效果 评价和安全开采提供保障。 l煤岩裂隙光学测定原理 裂隙光学测定是基于数字图像相关方法(digitalimage 数字图像相关指对被测体变形前后图像进行相关运算，获得被测固体(表面)变形场[．7’8|。三维相关是对 前的体图像中，取以所求位移点(菇，y,z)为中心的体计算窗口，在变形后体图像中按式(1)计算有哪些信誉好的足球投注网站，寻找 出与窗口相关系数为最大值的以(茁’，，，’，孑’)为中心的体区域，确定目标位移。 鹣 N N ∑∑∑叭菇，y，石)一刀[g(髫+u,y+郇+tt，)一孑] G‘u，移似，2 ‘1， ^／∑∑∑瞰训，彳)一力2^／∑∑∑[g(髫+u,y+叩+埘)一；]2 均灰度值；Ⅱ，秽，硼分别为模板中心的(整数倍)像素位移。 2煤岩裂隙现场光学测定装置 新型煤岩损伤与裂隙现场光学综合测试装置是一种便携式防爆型探测仪器。通过观察孔探测煤岩 体的内部情况，在液晶显示屏幕上显示钻孔内壁结构。该系统采用超微型彩色窥视镜，实时进行图像采 集。煤岩裂隙现场光学测定原理如图1所示，其主要由方向控制系统、角度传感器、信号转换、钻孔摄像 收稿日期：2010—12—10 通讯作者：王石成(1981一)，男，山东菏泽人，硕士研究生，主要从事矿山采空区动力灾害防治技术研究． 西安科技大擘学报 2011年 和总控制系统组成。 1)由光信号采集器将钻孔内部堞岩破裂特征转换为光学信号并对信号做初步处理； 2)通过光缆将光信号传至光电转换装置完成图像信号的光电转换过程，继而与主机通信 3)住测定孔内裂隙匠度、宽度和空间方位时，首先转动方自I控制器 l 与导向管将浚仪器移至裂隙一端，记录转角传感器、垂直角度传感器和 倾角传感器的韧始值；其次，沿裂隙走向移动该仪器至所需要的位置，记 l 录3种角度传感器的数值变化。通过不断记录裂隙空间方位，晟终计算