针对煤矿地下水库缺少完善的安全监测手段的现状,分析了地下水库调配水过程中工作面终采区域人工坝体和挡水煤柱主要安全影响因素和受力情况,在此基础上设计了人工坝体和挡水煤柱的安全监测传感器布置方案,配合水位、水量监测形成了地下水库的整体安全监测方案.结合现场实际情况对安全监测参数气体浓度、水位、水量、表面应变、钻孔应力和渗压等提出了监测预警的方法,重点对钻孔应力监测数据和渗压监测数据建立了单一传感器分级报警方法,针对人工坝体和挡水煤柱整体安全状态分别建立了分级预警方法.设计了煤矿地下水库安全监测系统,构建了系统及数据流架构,建立了关键点数据流程,实现了地下水库关键参数实时监测、单一传感器实时分析预警、人工坝体及挡水煤柱实时分析预警.以柳塔煤矿为例,对设计的监测方案、分析预警方法和安全监测系统进行现场应用,结果表明该监测手段及预警方法能够提前发现挡水煤柱及人工坝体的异常,分析结果和现场显现出来的渗水、漏水等现象吻合度高.设计的监测方案、分析方法和监测系统的部署能够在一定程度上提高煤矿地下水库的储水安全.

中煤科工集团常州研究院有限公司科技创新项目(2022FY0002)

王健,屈世甲,于振,等.煤矿地下水库安全监测及预警关键技术研究[J].中国煤炭,2024,50(12)∶71-82.