一种局部地应力分布特征精细化探测方法

摘要

一种局部地应力分布特征精细化探测方法,适用于探测巷道掘进工作面前方或帮面方向的地应力分布特征。在预掘工作面前布置一台声波收发处理控制器，该机器能够发射和接收特征信号波，并对接收的特征信号波进行分析处理。掘进前，声波收发处理控制器通过特征信号波发射器向掘进工作面前方煤岩体发射特征信号波，特征信号波在煤岩体中传播经过掘进工作面前方的三个超前地应力区：卸压区、应力集中区、原始应力区。在三种应力区的交界处，特征信号波会发生明显的反射，特征信号波接收器接收反射回来的特征信号波，并将信号传回声波收发处理控制器，经过声波收发处理控制器的分析处理，从而确定道掘进工作面前方和帮面方向的地应力分布特征。

主权项

一种局部地应力分布特征精细化探测方法，其特征在于包括以下步骤：a、巷道（1）掘进之前，在掘进工作面（2）前布置一台声波收发处理控制器（3），在掘进工作面（2）壁面两侧或帮面对称设置与声波收发处理控制器（3）导线相连的特征信号波发射器（4）和特征信号波接收器（5）；b、设定特征信号波发射器（4）和特征信号波接收器（5）的角度和方向；c、通过特征信号波发射器（4）向掘进工作面（2）前方或帮面的煤岩体发射特征信号波，特征信号波在煤岩体中传播经过掘进工作面（2）前方的三个超前地应力区：卸压区（Ⅰ）、应力集中区（Ⅱ）和原始应力区（Ⅲ），由于三种不同应力区的煤岩体受力不同，为三种不同的介质，依据振动波的传播特点，当振动波在传播遇到不同的物质时，会发生反射，所以从声波收发处理控制器（3）发射的特征信号波在三种不同应力区交界处均会发生反射波，反射波由特征信号波接收器（5）接收；d、特征信号波接收器（5）接收反射回来的特征信号波后，将特征信号波转换为电信号传给声波收发处理控制器（3），声波收发处理控制器（3）对接收到的电信号进行处理，得到反射波反射比率、接收时间、波形变化，振幅变化和频率变化数据，从而确定巷道（1）掘进工作面（2）前方或帮面三个超前地应力区的局部地应力分布特征；若探测的应力集中区域离掘进工作面较近，表示煤岩动力灾害事故危险性增大，很有可能造成冲击地压事故或煤与瓦斯突出事故，需要严加防范；若探测的应力集中区域离掘进工作面较远，表示煤岩动力灾害事故危险性降低；e、调整特征信号波发射器（4）和特征信号波接收器（5）的角度和方向，重复步骤a、b、c、d，即可对巷道（1）掘进工作面（2）前方或帮面方向各进尺区段的煤岩体地应力分布特征进行探测。