[發明專利]一種膠結充填充實率實時監測系統及其監測方法

有效

• 申請號: 201910255234.3
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109973143B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 李猛;張吉雄;劉恒鳳;朱存利;周楠
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21F17/18
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張婷婷

1.一種膠結充填充實率實時監測系統，其特征在于：包括充填材料電阻率感知系統(1)、線路傳輸系統(2)、地面信息轉化與服務系統(9)；

所述充填材料電阻率感知系統(1)包括：充填體(4)、電極線路(8)和電極(3)；所述充填體(4)內設有導電相；在工作面回采巷道內靠近充填體側的巷幫上布置所述電極線路(8)，在所述電極線路(8)上間隔埋設若干個電極(3)；

所述線路傳輸系統將所述電極線路(8)上的電極(3)測得的充填體(4)的電阻率數據傳輸至地面信息轉化與服務系統(9)中；

所述地面信息轉化與服務系統(9)對所述電阻率數據進行整合和處理，根據現場的充填效果實際情況，進行實時的控制；

該膠結充填充實率實時監測系統的監測方法，包括如下步驟：

(1)在進行充填開采之前在充填體(4)中加入具有導電特性的導電相，加入導電相和其他充填材料干拌均勻后，再摻加水攪拌制膠結充填料漿；

(2)當充填材料充填至采空區后，在工作面(5)回采的過程中在上下兩巷靠近充填側的巷幫上布置電極線路；在電極線路(8)上間隔埋設若干個電極(3)，在工作面回采的過程中，對充填體(4)的電阻率進行測量；

(3)在電阻率測量的過程中，將所測的電阻率值通過線路傳輸系統(2)傳輸至地面信息轉化與服務系統(9)，利用電阻率-充實率之間的關系將電阻率轉化為可視的信息，通過直接的測量電阻率的變化來間接的判斷充填材料的充實率；

(4)隨著工作面(5)的推進和時間的變化按照上述條件和情況，重復步驟(1)、(2)、(3)；

(5)通過地面信息轉化與服務系統(9)對所測得的電阻率的變化進行整理和處理，監測充填體(4)的充實率是否滿足所要求的指標，對充填工藝進行實時的調控。

2.根據權利要求1所述的一種膠結充填充實率實時監測系統，其特征在于：在所述電極線路(8)上每隔1m布置一個電極(3)。

3.根據權利要求1所述的一種膠結充填充實率實時監測系統，其特征在于：所述電阻率數據包括電阻率的大小及其變化幅度。

4.根據權利要求1所述的一種膠結充填充實率實時監測系統，其特征在于，步驟(1)開采前，針對采空區所充入的充填材料的種類和配比，在實驗室測出充填材料在該種配比條件下的滲流閾值大小，使得充填材料中導電相的摻加量在滲流閾值范圍內。

5.根據權利要求1所述的一種膠結充填充實率實時監測系統，其特征在于，適用于膠結充填工作面。

6.根據權利要求1所述的一種膠結充填充實率實時監測系統，其特征在于，所述的導電相為具有導電特性的材料；在制作膠結充填體的過程中，摻入石墨后進行干拌攪拌均勻再進行加入水攪拌制作膠結充填體料漿。

7.根據權利要求1所述的一種膠結充填充實率實時監測系統，其特征在于，地面信息轉化與服務系統是在大量實驗的基礎上得出電阻率和充實率之間的模型方程現場測試充填體的電阻率分布，之后根據模型方程反算出采空區充實率分布情況。