[發明專利]一種煤層內部煤體蠕變的監測方法

有效

• 申請號: 201710245234.6
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107121100B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 鄭學軍;劉金海;田昭軍;高林生;王濤;王永;朱權潔;王維斌;張治高;程建平;曲樂明;居昌波;李恒章
• 申請（專利權）人: 山東李樓煤業有限公司;華北科技學院
• 主分類號: G01B17/04
• 分類號: G01B17/04
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 于曉曉

1.一種煤層內部煤體蠕變的監測方法，其特征在于，通過振動器發射振動波的方式定位振動器坐標，從而能夠實時的監測煤層內部煤體的兩點之間的相對位置，計算隨著時間的變化，煤體的蠕變情況；

包括以下步驟：

(1)從巷道的其中一幫上向煤體內打兩個鉆孔，然后向煤體內部安裝自振式振動器a和b，自振式振動器a和b分別由電纜與懸掛在巷道壁上的振動器控制器相連，控制器控制自振式振動器的起停；

(2)在鉆孔外側安裝封孔膠囊，注漿管穿過封孔膠囊，注漿泵通過注漿管向鉆孔內部注漿，充填鉆孔內部，確保自振式振動器不發生絕對位移；

(3)將用于拾取自振式振動器發射出來的P波的拾振器固定在巷道壁上；

(4)分別開啟自振式振動器a和b，通過拾振器監測，記錄自振式振動器發射出的P波傳遞到拾振器的時間t；

(5)根據振動波定位原理，計算不同時間自振式振動器a和b的空間位置，根據位移差計算自振式振動器a和b之間煤體的蠕變；

振動波定位原理：

自振式振動器產生的振動波，即P波，向四周傳遞，記錄不同的拾振器監測到振動波的時間，當拾振器的個數為4個時，通過以下方程即可解出振動器的坐標：

式中：(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)、(x₄,y₄,z₄)—分別為各個拾振器的地理空間坐標，由地測人員通過儀器測定；

(x,y,z)—為自振式振動器的地理空間坐標，即以上方程組的解；

v—振動波在介質中傳遞速度，m/s，即以上方程組的解；

t—振動器振動時刻，即震時，國際標準時間，振動器可以記錄；

t₁、t₂、t₃、t₄—不同拾振器監測到振動波的時刻，即到時，國際標準時間，拾振器監測并記錄；

通過以上四個方程可以解出四個未知數，x、y、z、v的值，即可定位振動器的位置；蠕變計算原理：

t＝0，自振式振動器a和b之間的距離為L：

任意t時刻，自振式振動器a和b之間的距離為L_t：

則煤體蠕變：

通過計算不同時刻的振動器a和b之間的蠕變ξ，則可得煤體蠕變ξ與時間t之間的曲線關系，從而實現煤體的蠕變監測。

2.根據權利要求1所述的一種煤層內部煤體蠕變的監測方法，其特征在于，自振式振動器a和b發射的P波振幅不同。

3.根據權利要求1所述的一種煤層內部煤體蠕變的監測方法，其特征在于，步驟(2)中，注漿泵通過注漿管向鉆孔內部注漿，充填鉆孔內部，保證強度不小于20MPA。

4.根據權利要求1所述的一種煤層內部煤體蠕變的監測方法，其特征在于，步驟(3)所述的拾振器不少于4個,分布于巷道壁的不同位置。