[發明專利]采空區火源探測的電極站網系統及其布設方法和測試方法

在審

• 申請號: 202310049327.7
• 申請日: 2023-02-01
• 公開（公告）號: CN116224443A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 梁運濤;孫勇;韓猛;葛歡;宮博識
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團沈陽研究院有限公司
• 主分類號: G01V3/00
• 分類號: G01V3/00
• 代理公司: 沈陽易通專利事務所 21116
• 代理人: 于麗麗

1.一種采空區火源探測的電極站網系統，其特征在于：包括巷道電極站、采空區電極站、主巷參比電極站，巷道電極站、采空區電極站、主巷參比電極站分別依次間隔布設于煤礦井下采空區中的煤巖石地面以下，巷道電極站、采空區電極站、主巷參比電極站均為相同結構的電極站；每個電極站均包括檢測導線、柔性石墨布、導線網、石墨膠漿基、接地金屬電極，柔性石墨布上下分層設置，位于柔性石墨布的層間設置導線網，位于導線網下方的柔性石墨布的下方設置石墨膠漿基，分層設置的柔性石墨布、導線網及石墨膠漿基的四角上垂直貫穿連接接地金屬電極，檢測導線連接于由柔性石墨布、導線網、石墨膠漿基以及接地金屬電極構成的組合體上。

2.如權利要求1所述的一種采空區火源探測的電極站網系統，其特征在于：所述檢測導線由云母紙繞包鎳絲與耐高溫絕緣玻璃纖維組成，檢測導線的耐受溫度為1000℃。

3.如權利要求1所述的一種采空區火源探測的電極站網系統，其特征在于：所述柔性石墨布由石墨、棉紗、玻璃纖維以及碳化纖維經過合成工藝制作而成，柔性石墨布的固態電阻率為0.06Ω·m。

4.如權利要求1所述的一種采空區火源探測的電極站網系統，其特征在于：所述導線網由鎳合金絲、不銹鋼絲和銅絲編織而成。

5.如權利要求1所述的一種采空區火源探測的電極站網系統，其特征在于：所述石墨膠漿基由超細鱗片石墨粉、導電黏土、有機溶劑及樹脂粘合劑制成，石墨膠漿基呈半固體狀態，石墨膠漿基的耐受溫度為1000℃。

6.如權利要求1所述的一種采空區火源探測的電極站網系統，其特征在于：所述接地金屬電極由鎳合金、不銹鋼材料制成。

7.一種采空區火源探測的電極站網系統的布設方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1).布設前，首先測量采空區內地面的煤巖石電阻率ρ，計算單個電極站理論接地電阻R_g，并由此電極站理論接地電阻R_g為依據確定預布設電極站的尺寸；

(2).再分別確定巷道電極站的布置間距、采空區電極站的布置間距、主巷參比電極站的布置間距；

(3).然后，在煤礦井下采空區中，選取布設位置，于靠近煤柱一側的煤巖石地面以下間隔布設巷道電極站、主巷參比電極站，于正巷和副巷中間位置的煤巖石地面以下間隔布設采空區電極站；

(4).布設位置選取好后，在布設電極站的煤巖石地面上，根據步驟(1)中確定的尺寸和間距進行開坑，并對坑內的煤巖面進行平整處理，保證坑底為新鮮原煤巖面；

(5).在坑內澆涂石墨膠漿以形成石墨膠漿基，石墨膠漿基厚度取決于坑內煤巖面平整程度，保證靜止的石墨膠漿基上表面完全沒過坑底的新鮮原煤巖面；

(6).在坑內的石墨膠漿基上方鋪設一層柔性石墨布，再在此層柔性石墨布上方鋪設導線網，再在導線網上方鋪設一層柔性石墨布；

(7).將接地金屬電極由上層的柔性石墨布四角邊緣位置垂直經過導線網、下層的柔性石墨布、石墨膠漿基釘入地下；再將檢測導線接在由柔性石墨布、導線網、石墨膠漿基及接地金屬電極構成的組合體上并引出于坑外的煤巖石地面上；

(8).最后，將每個電極站的檢測導線依次接于接地電阻測試儀器上，對應測試每個電極站鋪設效果，確保每個電極站實際測試參數誤差不超過設計誤差的20％，如滿足要求，則進行坑中填碎石并加以夯實；如不滿足要求，則通過增加柔性石墨布面積及接地金屬電極數量或在柔性石墨布周圍多澆涂石墨膠漿的方法，直至滿足要求為止。