[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

本發明公開了一種煤層內部煤體蠕變的監測方法。本發明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。本發明能夠實時監測、能夠監測煤體內部蠕變、不受溫度、濕度等環境影響。

技術領域

本發明涉及煤礦監測技術領域，特別是涉及一種煤層內部煤體蠕變的監測方法。

背景技術

煤礦的沖擊地壓災害和煤與瓦斯突出等災害從微觀層次分析，其原因之一是煤體在高應力作用下發生了應變或者蠕變。應力作用在煤體上必然引起蠕變，蠕變是幾何狀態變化的微觀體現，所以對于煤層內部煤體的蠕變監測就顯得尤為重要了。

2000年以后，我國煤炭行業進入高速發展階段，建立了完善的礦井監測監控系統，監測的參數包括了瓦斯濃度、瓦斯壓力、煤層應力、電磁輻射監測、微震監測等。現有的煤體蠕變監測技術，方法一，主要是通過巖石力學測試系統測試，此系統的缺點為只能在實驗室測試小的試件(如煤塊)，且工序繁瑣、成本高，屬于人為加載的被動測試；方法二，主要通應變傳感器測試，此方法確定為只能測試試件表面的蠕變、受溫度影響大、靈敏度低。查詢文獻，未查詢到在礦山行業監測煤層內部煤體蠕變的技術方法。

煤層內部煤體在地應力作用下發生蠕變是個動態過程，由于其發生在煤層內部，需要實時動態監測煤體蠕變變形量，取煤樣檢測并不方便，因此需要一種新的煤層內部煤體蠕變的監測方法。

發明內容

本發明就是針對上述存在的缺陷而提供一種煤層內部煤體蠕變的監測方法。本發明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。本發明能夠實時監測、能夠監測煤體內部蠕變、不受溫度、濕度等環境影響。本發明技術可靠、方法簡單、操作方便。

本發明的一種煤層內部煤體蠕變的監測方法技術方案為，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。

所述的一種煤層內部煤體蠕變的監測方法，包括以下步驟：

(1)從巷道的其中一幫或兩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，充填鉆孔內部且保證一定強度，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。

所述的一種煤層內部煤體蠕變的監測方法，自振式振動器a和b發射的P波振幅不同。

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，保證鉆孔內部強度不小于20MPA。

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。

所述的一種煤層內部煤體蠕變的監測方法，振動波定位原理：

自振式振動器產生的振動波(P波)向四周傳遞，記錄不同的拾振器監測到振動波的時間，以四個拾振器為例，通過以下方程即可解出振動器的坐標：