[發明專利]用于監測回采工作面底板承壓水導升狀態的系統及方法

有效

• 申請號: 201810358906.9
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108757036B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 魯晶津;王冰純;段建華;李德山;岳輝;房哲;寧殿艷
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F16/00;G01D21/02
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

1.一種用于監測回采工作面底板承壓水導升狀態的系統，其特征在于，包括：用于在地面控制安裝于井下的電阻率監測子系統和光纖光柵多參數監測子系統的地面服務器；

其中，所述電阻率監測子系統包括在礦用電法監測裝置控制下向地下導入電流和接收電位差信號的電極；所述光纖光柵多參數監測子系統包括：解析光纖光柵傳感器攜帶的光信號的光纖光柵解調儀；

其中，所述地面服務器根據接收的數據繪制電位差變化曲線以及分析電阻率切片變化情況；

其中，電極包括深鉆孔電極，所述深鉆孔電極和光纖光柵傳感器在深鉆孔中安裝；具體為：在深鉆孔中，從孔底向上依次安裝應力、應變傳感器、水溫傳感器、水壓傳感器、深鉆孔電極和淺鉆孔電極；傳感器和孔壁之間用水泥緊密填充；傳感器分別與光纖相連接，光纖穿過保護膠管引至孔外；深鉆孔電極在水壓傳感器上方安裝，水壓傳感器上方用水泥緊密填充；電極分別與導線相連接，導線穿過保護膠管引至孔外；深鉆孔電極和淺鉆孔電極之間以及淺鉆孔電極以上的剩余孔段用水泥緊密填充。

2.根據權利要求1所述的一種用于監測回采工作面底板承壓水導升狀態的系統，所述電極包括安裝于深鉆孔的深鉆孔電極以及安裝于淺鉆孔的淺鉆孔電極；所述深鉆孔以預設距離設置于井下工作面運輸巷和回風巷底板靠近外幫一側；所述淺鉆孔位于相鄰兩個深鉆孔的中間位置；所述深鉆孔和淺鉆孔交錯布置。

3.根據權利要求1所述的一種用于監測回采工作面底板承壓水導升狀態的系統，在淺鉆孔中靠近孔底處安裝淺鉆孔電極，所述淺鉆孔電極與導線相連接，導線穿過保護膠管引至孔外；淺鉆孔電極上下電極和孔壁之間用炮泥緊密填充，剩余孔段用水泥緊密填充。

4.根據權利要求1所述的一種用于監測回采工作面底板承壓水導升狀態的系統，其特征在于，包括：通過監測線纜連接電極和礦用電法監測裝置，所述監測線纜設置于沿工作面運輸巷和回風巷底板靠近外幫一側；線纜芯數≥18芯，每一芯線都用線號標記；監測線纜每隔預定間隔制作抽頭線，其中，奇數處抽頭引出2芯線，偶數處抽頭引出1芯線，所述2芯線抽頭和1芯線抽頭交錯布置，按照線號從小到大依次制作抽頭線；鋪設線纜時將2芯線抽頭位置與深鉆孔位置對齊，1芯線抽頭位置與淺鉆孔位置對齊；監測線纜外套有耐壓膠管保護。

5.一種用于監測回采工作面底板承壓水導升狀態的方法，其特征在于，包括：

在井下安裝礦用電法監測裝置以及受其控制的向地下導入電流和接收電位差信號的電極；

在井下安裝光纖光柵傳感器以及用于解析其信號的光纖光柵解調儀；

利用地面服務器從礦用電法監測裝置接收電位差數據并繪制電位差變化曲線以及分析電阻率切片變化情況；

利用地面服務器控制光纖光柵解調儀解調的多參數信號；

其中，電極包括深鉆孔電極，所述深鉆孔電極和光纖光柵傳感器在深鉆孔中安裝；具體為：在深鉆孔中，從孔底向上依次安裝應力、應變傳感器、水溫傳感器、水壓傳感器、深鉆孔電極和淺鉆孔電極；傳感器和孔壁之間用水泥緊密填充；傳感器分別與光纖相連接，光纖穿過保護膠管引至孔外；深鉆孔電極在水壓傳感器上方安裝，水壓傳感器上方用水泥緊密填充；電極分別與導線相連接，導線穿過保護膠管引至孔外；深鉆孔電極和淺鉆孔電極之間以及淺鉆孔電極以上的剩余孔段用水泥緊密填充。

6.根據權利要求5所述的一種用于監測回采工作面底板承壓水導升狀態的方法，其特征在于，

采用分段式滾動監測方式，具體為：

工作面寬度小于預設值時，單個監測段長度取預設值長度；

工作面寬度大于預設值時，單個監測段長度與工作面寬度相等；

當監測段進入采空區的長度超過預設值的一半時，放棄采空區內最遠端的監測點，監測段往工作面推進方向移動，將監測段外距離最近的一個監測點補充進來，保持整個監測段的長度不變。