[发明专利]一种巷道围岩支护变形测试新方法

说明书

本发明涉及一种巷道围岩支护变形测试新方法，包括以下步骤：1）将压力敏感涂料使用喷枪喷涂于巷道围岩支护表面；2）待干燥后，在涂层上方刷涂一层透明水性防尘涂料；3）安装激发光源系统、图像信号采集与处理系统以及专用三脚架；4）当巷道支护及巷道壁煤岩发生变形，经激发光源照射的压力敏感涂料发射出不同强度的荧光；5）图像信号采集装置捕捉到涂料发出的荧光，通过信号传输装置将荧光信号传输到图像处理装置中；6）使用图像处理装置处理荧光信号，得出巷道支护及巷道壁的位移场及应力场分布变化情况的图像，根据实际情况采取安全措施。该方法可快速监测巷道围岩支护变形，且人为因素影响较小，监测数据准确，外界因素影响小。

技术领域

本发明涉及一种巷道围岩支护变形测试新方法，属于煤层力学性能分析技术领域。

背景技术

冲击地压、煤与瓦斯突出等煤矿动力灾害是煤矿生产中会发生的自然灾害，对于工作人员的生命财产安全具有重大威胁，对巷道的形变与压力分布进行检测可以为预防事故提供有依据的指导。当前在实际生产中的压力检测方式普遍是使用压力传感器来对煤层进行应力检测，首先将压力传感器放置于待测煤层上，使传感器电信号与操作台相连接，再通过人工操作进行检测，这种检测方法存在人工设备昂贵，检测方式复杂，无法适应恶劣环境等问题；对于形变的检测如今普遍使用挂钢尺抄平等直接接触式的方法，虽然操作方法简单，但存在人为因素影响过大的弊端。针对上述问题，有必要提出一种成本低，操作简便且更为精准的检测方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种巷道围岩支护变形测试新方法，该方法可快速监测巷道围岩支护变形，且人为因素影响较小，监测数据准确，外界因素影响小。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种巷道围岩支护变形测试新方法，包括以下步骤：

1）将配置完成的压力敏感涂料使用喷枪喷涂于巷道围岩支护表面；

2）待压力敏感涂料完全干燥后，在涂层上方刷涂一层透明水性防尘涂料；

3）安装激发光源系统、图像信号采集与处理系统以及专用三脚架；

4）当巷道围岩应力发生变化时，巷道支护受力状态发生变化，导致巷道支护及巷道壁煤岩发生变形，经激发光源照射的压力敏感涂料发射出不同强度的荧光；

5）图像信号采集装置捕捉到涂料发出的荧光，通过信号传输装置将荧光信号传输到图像处理装置中；

6）使用图像处理装置处理荧光信号，得出巷道支护及巷道壁的位移场及应力场分布变化情况的图像，根据实际情况采取安全措施。

步骤1）中的压力敏感涂料所用原料为压力敏感探针、高分子粘接剂和有机溶剂，其中，发光探针为1-吡啶酸，高分子粘结剂为聚二甲基硅氧烷，有机溶剂为丙酮，其制备的质量体积比为12~15mg:1.4mg:35ml。

在步骤1）中涂抹压力敏感涂料前，需要在巷道支护装置的待测试区涂抹一层白色反光底漆，以消除对发光性能的影响，并增强反射效果；该种白色反光底漆主要成分为丙烯酸树脂， 与定向反光材料钛白粉按照3:1的质量份数比例混合配置而成。

在步骤2）中透明水性防尘涂料主要成分为有机硅树脂和丙烯酸弹性乳液，按2:1的质量份数比进行配置。

在步骤3）中图像信息采集与处理系统包括图像信号采集装置为高分辨率、高清晰度的CCD相机、滤光片和图像处理装置；CCD相机将采集到荧光图像转换为数字信号，通过内置储存卡或无线信号传输装置传输到图像处理装置中进行后续处理。

在步骤6）中压力敏感涂料在受不同压力的位置会发射强度不同的光线，经软件处理后反馈为不同颜色分布的图像，可根据图像分析出巷道表面与支护的位移，并通过变形反推出受力情况，结合实际需要对受力过大区域进行加固或组织人员撤离。

本发明所具有的特点：