[发明专利]一种煤层应变监测装置和监测方法

说明书

技术领域

本申请涉及采矿技术领域，尤其涉及一种煤层应变监测装置和使用前述监测装置的监测方法。

背景技术

应变型/蠕变型冲击是一种典型的冲击地压类型，煤矿曾发生多次此类型的冲击地压事故。监测煤层应变是开展应变型/蠕变型冲击预警的有效手段。而煤层内部应变监测相对比较困难，现有的煤层应变监测方法都是基于煤层表面位移监测，不能用于监测煤层内部的应变。

发明内容

本申请提供了一种煤层应变监测装置和监测方法，以解决采用常规方法不能监测应变型/蠕变型冲击地压的问题。

本发明实施例提供一种煤层应变监测方法，包括：

可以插入到煤层钻孔的形变感应胶囊；所述形变感应胶囊包括柔性的胶囊壳体，由所述柔性胶囊壳体围成并可以容纳液态介质的胶囊内腔；所述胶囊内腔内充满液态介质时，所述胶囊壳体的顶部贴合钻孔侧壁；

与所述导流管与所述胶囊内腔连通的导流管，所述导流管的出口高度高于所述形变感应胶囊的最高点高度；

设置在所述导流管出口端下侧，承接从导流管出口流出液体介质并计量流出液体体积的储液装置。

可选的，所述储液装置内设置检测液体容量的传感器；

还包括与所述传感器连接，根据所述传感器检测信号求算钻孔径向形变量的形变采集器。

可选的，所述储液装置的承接腔竖直设置并且为柱状；

所述传感器为设置在所述储液装置底部的压力传感器。

还包括，所述监测装置还包括设置在形变感应胶囊底部，用于将所述形变感应胶囊推送至钻孔内部的胶囊底托。

可选的，所述监测装置还包括用于推送所述胶囊底托的推送杆。

可选的，所述监测装置还包括：设置在远程控制端的监测服务器，和连接所述监测服务器和所述形变采集器的通信线缆。

本发明实施例提供一种煤层应变监测方法，采用如前所述的监测装置；所述方法包括以下步骤：

在待监测的煤层中钻孔；

将所述形变感应胶囊塞入到所述钻孔中，并通过所述导流管向所述形变感应胶囊充入液体介质，直至所述胶囊壳体完全胀开并贴合钻孔侧壁；

将所述储液装置设置在所述导流管的出口端后，根据所述储液装置中的液态介质获取钻孔的径向形变量。

可选的，填充所述形变感应胶囊中胶囊容腔中的液体介质为液压油。

实际应用采用本实施提供的监测方法，通过读取储液装置流出的液体量，结合形变感应胶囊的长度、横截面面积就可以求算形变感应胶囊的径向形变量。采用本实施例提供的煤层应变监测方法，通过在钻孔中设置刚度远小于煤层刚度的填充液体介质的形变感应胶囊，实现了钻孔微小径向变化的监测，也就可以通过监测数据和预先设计的模型判断煤层发生应变型/蠕变型冲击地压的可能性。

附图说明

为更清楚地说明背景技术或本发明的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式中结合使用的附图作简单地介绍；显而易见地，以下结合具体实施方式的附图仅是用于方便理解本发明实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1是本发明实施例提供的煤层应变监测装置示意图；

图2是一煤层生产中使用前述监测装置的示意图；

其中：11-形变感应胶囊，12-液体介质，13-导流管，14-储液装置，15-压力传感器，16-形变采集器，17-通信线缆，18-监测服务器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例提供的煤层应变监测方法示意图。为便于本实施例技术方案的理解，图1还示出了本实施例监测装置的使用场景。如图1所示，本实施例提供的监测装置包括形变感应胶囊11、导流管13和储液装置14。

其中，形变感应胶囊11包括胶囊壳体和由胶囊壳体围成的胶囊内腔。胶囊壳体采用柔性材料制成，在胶囊内腔内注入填充物的情况下，胶囊壳体被撑起而呈现特定的形态；