[發(fā)明專利]一種煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111085175.3
• 申請(qǐng)日: 2021-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN113863917A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 亓佳利;胡善超;曹安業(yè);張修峰;張治高;劉耀琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東能源集團(tuán)有限公司;山東科技大學(xué);中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B47/00
• 分類號(hào): E21B47/00
• 代理公司: 青島錦佳專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37283
• 代理人: 朱玉建

1.一種煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括多個(gè)監(jiān)測(cè)單元，所述監(jiān)測(cè)單元包括高壓囊體、應(yīng)力傳感器、高壓應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀、單向逆止閥、卸壓液壓閥、數(shù)據(jù)采集儀和加壓泵，所述單向逆止閥設(shè)置在監(jiān)測(cè)單元之間并連接高壓囊體，高壓囊體內(nèi)填充有應(yīng)力傳遞介質(zhì)；所述高壓囊體內(nèi)設(shè)置有高壓應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀，高壓應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀將監(jiān)測(cè)參數(shù)傳輸至數(shù)據(jù)采集儀；所述卸壓液壓閥設(shè)置在高壓囊體的連接端；所述加壓泵控制高壓囊體內(nèi)的壓力，數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置在鉆孔外。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述多個(gè)監(jiān)測(cè)單元的高壓囊體伸入鉆孔內(nèi)，高壓囊體內(nèi)充入應(yīng)力傳遞介質(zhì)并與鉆孔內(nèi)壁耦合，高壓囊體沿鉆孔徑向和軸向布置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述應(yīng)力傳遞介質(zhì)為液體或氣體，所述高壓囊體的長(zhǎng)度為1-2m，直徑30-40mm，高壓囊體的膨脹尺寸為原尺寸的1-1.5倍；所述高壓應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀的檢測(cè)范圍小于等于高壓囊體的額定工作壓力。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述單向逆止閥控制應(yīng)力傳遞介質(zhì)由鉆孔的孔口向孔底單向流動(dòng)，所述卸壓液壓閥的開啟壓力小于高壓囊體的額定工作壓力。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述高壓囊體與鉆孔內(nèi)壁貼合實(shí)現(xiàn)了立體空間接觸監(jiān)測(cè)，高壓囊體沿頂板鉆孔、底板鉆孔、巷幫鉆孔或傾斜鉆孔布置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述高壓應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀與數(shù)據(jù)采集儀之間通過無線信息傳輸；所述煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置在平行鉆孔內(nèi)安裝，鉆孔長(zhǎng)度相等。

7.一種煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法，利用權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的一種煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括：

在巷道內(nèi)布置煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其中監(jiān)測(cè)單元連接后，多個(gè)高壓囊體依次伸入鉆孔中，利用加壓泵向高壓囊體內(nèi)注入應(yīng)力傳遞介質(zhì)，應(yīng)力值達(dá)到初裝值后數(shù)據(jù)采集儀接收監(jiān)測(cè)信息，根據(jù)監(jiān)測(cè)信息分析確定應(yīng)力峰值曲線；

隨工作面推采依次回收煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，高壓囊體卸壓后依次取出各個(gè)高壓囊體。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述高壓囊體沿任意方向布置；可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置分組布置在巷道內(nèi)，每組設(shè)置2個(gè)；鉆孔的設(shè)計(jì)孔深為16m。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述分組內(nèi)的應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置之間的間距大于等于1m，各組可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)范圍大于150m，同組內(nèi)的應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置初裝值分別為5MPa和10-15MPa。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種煤體可回收鉆孔全長(zhǎng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集儀在一個(gè)監(jiān)測(cè)周期后根據(jù)應(yīng)力變化確定應(yīng)力峰值曲線，根據(jù)應(yīng)力峰值曲線調(diào)整監(jiān)測(cè)深度和初裝值。