[發(fā)明專利]一種煤礦沖擊地壓應(yīng)力安全監(jiān)測系統(tǒng)及使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010032792.6
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111691920A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉延峰;王保齊;馮進(jìn)新;張培鵬;周濤;劉廣成;李歡;徐放艷;鐘磊磊;李光明;孔震;王士勇;宋淑浩;陳紅星;張超;張明輝
• 申請（專利權(quán)）人: 兗煤菏澤能化有限公司;山東思科賽德礦業(yè)安全工程有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21B47/007;G01V1/20
• 代理公司: 濟南龍瑞知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37272
• 代理人: 韓園園

1.一種煤礦沖擊地壓應(yīng)力安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括水平應(yīng)力傳感器（1），所述水平應(yīng)力傳感器（1）通過雙向連接閥塊（3）連接垂直應(yīng)力傳感器（2），所述水平應(yīng)力傳感器（1）和垂直應(yīng)力傳感器（2）分別通過鋼管Ⅰ（4）和鋼管Ⅱ（5）連接三通閥Ⅰ（7）和三通閥Ⅱ（8），三通閥Ⅰ（7）和三通閥Ⅱ（8）的另一端連接鉆孔應(yīng)力采集器（6）的水平和垂直應(yīng)力通道接口，所述三通閥Ⅰ（7）和三通閥Ⅱ（8）的進(jìn)油鎖緊錐閥Ⅰ（7-1）和進(jìn)油鎖緊錐閥Ⅱ（8-1）分別通過手動油泵出油膠管（9）連接在手動油泵（10）的出油孔上；所述鉆孔應(yīng)力采集器（6）通過鉆孔應(yīng)力采集器（6）上的天線（11）無線連接壓力檢測子站，壓力檢測子站經(jīng)數(shù)據(jù)采集分站實時傳輸至地面監(jiān)控室。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦沖擊地壓應(yīng)力安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述水平應(yīng)力傳感器（1）包括油囊Ⅰ（1-1），油囊Ⅰ（1-1）的兩側(cè)分別設(shè)置左包裹體Ⅰ（1-2）和右包裹體Ⅰ（1-3）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦沖擊地壓應(yīng)力安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述垂直應(yīng)力傳感器（2）包括油囊Ⅱ（2-1），油囊Ⅱ（2-1）的兩側(cè)分別設(shè)置上包裹體Ⅰ（2-2）和下包裹體Ⅰ（2-3）。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種煤礦沖擊地壓應(yīng)力安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述鋼管Ⅰ（4）的一端焊接在雙向連接閥塊（3）上，與水平應(yīng)力傳感器（1）的油囊Ⅰ（1-1）連通，所述鋼管Ⅱ（5）的一端焊接在垂直應(yīng)力傳感器（2）的油囊Ⅱ（2-1）進(jìn)油口處。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦沖擊地壓應(yīng)力安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述鋼管Ⅰ（4）和鋼管Ⅱ（5）的另一端分別焊接母接頭，然后通過U形銷連接在三通閥Ⅰ（7）和三通閥Ⅱ（8）上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦沖擊地壓應(yīng)力安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述手動油泵（10）包括手動油泵手柄（10-1）和出油鎖緊手輪（10-2）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦沖擊地壓應(yīng)力安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述鉆孔應(yīng)力采集器（6）包括A/D轉(zhuǎn)換電路，所述A/D轉(zhuǎn)換電路連接單片機，單片機連接報警顯示模塊、無線數(shù)傳模塊、數(shù)值顯示模塊。

8.根據(jù)權(quán)利要求1—7上述任意一項所述的一種煤礦沖擊地壓應(yīng)力安全監(jiān)測系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：制定監(jiān)測方案，根據(jù)煤礦地質(zhì)條件和工作面設(shè)計參數(shù)，確定監(jiān)測位置和鉆孔（15）的深度，根據(jù)鉆孔（15）深度確定鋼管Ⅰ（4）和鋼管Ⅱ（5）的長度L；

步驟二：使用煤巖鉆頭在所需監(jiān)測巷道（12）的煤壁（13）上鉆出鉆孔（15）；

步驟三：用推送桿將水平應(yīng)力傳感器（1）和垂直應(yīng)力傳感器（2）送至所需安裝深度，然后按下、抬起手動油泵手柄（10-1），使水平應(yīng)力傳感器（1）的油囊Ⅰ（1-1）膨脹頂起左包裹體Ⅰ（1-2）和右包裹體Ⅰ（1-3），使之與煤層（14）充分接觸、耦合，打好后鎖緊對應(yīng)三通閥Ⅰ（7）的進(jìn)油鎖緊錐閥Ⅰ（7-1）；

步驟四：解下手動油泵出油膠管（9），將手動油泵出油膠管（9）通過相應(yīng)的三通閥Ⅱ（8）與鉆孔應(yīng)力采集器（6）連接的垂直應(yīng)力傳感器（2）連通，再給垂直應(yīng)力傳感器（2）打壓，按下、抬起手動油泵手柄（10-1），使垂直應(yīng)力傳感器（2）的油囊Ⅱ（2-1）膨脹頂起上包裹體Ⅰ（2-2）和下包裹體Ⅰ（2-3）與煤層（14）充分接觸、耦合，打好后鎖緊對應(yīng)三通閥Ⅱ（8）的進(jìn)油鎖緊錐閥Ⅱ（8-1）；

步驟五：松開手動油泵（10）的出油鎖緊手輪（10-2），這時油囊承壓系統(tǒng)Ⅰ（1-1）和Ⅱ（2-1）封閉；

步驟六：鉆孔應(yīng)力采集器（6）采集油囊Ⅰ（1-1）和油囊Ⅱ（2-1）內(nèi)部液壓油傳出的變化壓力，鉆孔應(yīng)力采集器（6）將水平、垂直應(yīng)力變化量轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后，在數(shù)值顯示模塊顯示，同時可通過鉆孔應(yīng)力采集器（6）上的天線（11）無線傳輸至壓力檢測子站， 再經(jīng)數(shù)據(jù)采集分站、TCP/ⅠP以太環(huán)網(wǎng)實時傳輸至地面監(jiān)控室。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種煤礦沖擊地壓應(yīng)力安全監(jiān)測系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述步驟一中鋼管Ⅰ（4）和鋼管Ⅱ（5）的長度L為L+2m。