[发明专利]一种煤矿地下水库煤柱坝体损伤破坏测定装置与方法

说明书

本发明公开一种煤矿地下水库煤柱坝体损伤破坏测定装置与测定方法，其主体结构包括振动与电流发射端、信号接收端、信号处理装置，信号接收端包括振动信号接收器、电流信号接收器、膨胀套、注水管、信号传输线，振动与电流发射端用于向煤柱坝体内发生振动信号和电流信号，信号处理装置用于对振动信号、电流信号进行存储、计算、分析处理；由振动与电流发射端向煤柱坝体内发射振动信号、电流信号，由信号接收端的振动信号接收器、电流信号接收器分别接收发射的振动信号和电流信号，并通过信号传输线将接收的振动信号和电流信号传送至信号处理装置，由信号处理装置对振动信号、电流信号进行存储、计算、分析处理，解决了传统技术、装备难以对煤柱坝体的损伤破坏进行测定，不能对煤柱坝体的稳定性、可靠性、安全性进行评估的问题。

技术领域

本发明涉及坝体损伤破坏测定技术领域，尤其涉及一种可以对煤矿地下水库煤柱坝体进行损伤破坏测定的装置与测定方法。

背景技术

构建煤矿地下水库是实现煤矿水资源保护与利用的重要技术途径，煤矿地下水库是利用井工煤矿在煤炭开采过程中形成的区段保护煤柱作为坝体对储水区域进行封闭，利用采空区进行储水，煤柱坝体的稳定性与防渗效果直接影响煤矿地下水库的安全。

煤矿地下水库在储水与放水过程中，煤柱坝体不仅受到矿山压力的作用，还受到地下水库内矿井水循环静、动载荷、渗透压力与化学溶蚀的耦合作用，导致煤柱坝体会产生应力松弛、长期强度降低及弹性后效等。由于在应力-循环渗压-溶蚀耦合作用下煤柱坝体的损伤破坏机制十分复杂，目前尚难以从煤岩损伤破坏机制方面对煤柱坝体的稳定性进行测定与评价。申请号为202010690638.8的专利发明了一种煤柱坝体累积损伤演化综合实验装置及其实验方法，通过实验室试验分析煤柱坝体的损伤破坏机制，但该装置仅是对煤柱坝体的工况进行简化，难以实现煤柱坝体损伤破坏的实时监测与安全性评价；申请号为202010690638.8的专利发明了一种采空区地下水库智能监控装置及方法，对煤矿地下水库的水位进行监测，但不能对煤柱坝体的损伤破坏进行测定与评价；申请号为201410367646.3的专利发明了一种具有应急泄水装置的地下水库及其安全应急处理方法，通过设置应急泄水装置，实现煤矿地下水库溃坝后的应急泄水，但仍然没有对煤柱坝体的损伤破坏进行测定、评价与预警。

通过检索相关文献发现，现有传统技术、装备难以对煤柱坝体的损伤破坏进行测定，不能对煤柱坝体的稳定性、可靠性、安全性进行评估，难以实现煤柱坝体发生溃坝事故的超前预测、预警。

发明内容

本发明提供一种可以对煤矿地下水库煤柱坝体的损伤破坏进行测定的装置与方法，以解决传统技术难以对煤柱坝体的稳定性、可靠性进行测定、预测的问题，为煤柱坝体溃坝事故的超前预测预警奠定基础。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种煤矿地下水库煤柱坝体损伤破坏测定装置，包括：振动与电流发射端、信号接收端、信号处理装置；

所述振动与电流发射端布置于煤柱坝体的外表面，用于向煤柱坝体内发射振动信号和电流信号；

所述信号接收端包括振动信号接收器、电流信号接收器、膨胀套、注水管、信号传输线；

所述信号接收端布置于煤柱坝体内，用于接收所述振动与电流发射端发射的振动信号与电流信号；

所述信号处理装置用于对振动信号、电流信号进行存储、计算、分析处理；

所述振动信号接收器、电流信号接收器间隔布置在膨胀套的外表面，为实现对左右两侧的煤柱坝体进行测定，需要在膨胀套的外表面布置两排振动信号接收器、电流信号接收器，每个振动信号接收器、电流信号接收器均通过信号传输线与信号处理装置相连；