一種煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置及布置方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明一種煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置及布置方法，屬于煤礦監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，本發(fā)明將煤巖應(yīng)力、煤巖聲發(fā)射、煤巖電磁輻射、煤巖溫度、煤體濕度傳感器集成為一體，構(gòu)成多參量測(cè)量復(fù)合傳感器，將傳感器連接數(shù)據(jù)采集器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)五種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集；復(fù)合測(cè)量裝置具有體積小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安裝，屏蔽作用良好、穩(wěn)定性好、可循環(huán)使用等特點(diǎn)；空心厚壁圓筒采用不銹鋼材料，強(qiáng)度可靠、可回收再次使用，同時(shí)具有良好的屏蔽作用；本發(fā)明的復(fù)合傳感器布置方法確保在開(kāi)采過(guò)程中對(duì)預(yù)開(kāi)采煤層不同斷面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免因井下構(gòu)造或開(kāi)采造成各斷面受力不平衡導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺失進(jìn)而發(fā)生災(zāi)難性突發(fā)事故。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置及布置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置及布置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沖擊地壓是指煤巖體在受外界擾動(dòng)瞬間失穩(wěn)破壞時(shí)，釋放出很大能量而引起的以猛烈震動(dòng)和爆發(fā)式破壞為特征的礦山動(dòng)力現(xiàn)象，是礦井的一大自然災(zāi)害；由于沖擊地壓災(zāi)害瞬時(shí)突發(fā)性、機(jī)理復(fù)雜性、分布廣泛性以及破壞形式的多樣性，使得沖擊地壓的預(yù)測(cè)工作變得復(fù)雜。
[0003]目前，沖擊地壓災(zāi)害預(yù)測(cè)方法主要有煤巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)、電磁輻射監(jiān)測(cè)、煤巖溫度監(jiān)測(cè)、微震監(jiān)測(cè)等，然而這些監(jiān)測(cè)設(shè)備大多為單孔同一平面布置，只是針對(duì)單個(gè)因素或單方面進(jìn)行分析研究，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0004]①以往的監(jiān)測(cè)設(shè)備忽視了監(jiān)測(cè)信息之間的相關(guān)性，缺乏監(jiān)測(cè)信息的時(shí)空關(guān)系對(duì)比分析，可能會(huì)導(dǎo)致關(guān)鍵信息的丟失主給現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析帶來(lái)困難；
[0005]②多種傳感器布置到同一鉆孔主長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)時(shí)塌孔導(dǎo)致傳感器穩(wěn)定性較差，同時(shí)回收困難，造成浪費(fèi)；
[0006]③多種傳感器復(fù)合到一起不僅易受人工及周?chē)胍舻母蓴_，測(cè)量信號(hào)本身之間也相互干擾，監(jiān)測(cè)過(guò)程中甚至可能得出完全相反的監(jiān)測(cè)結(jié)果，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率降低。
[0007]以上缺陷制約了災(zāi)害預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率的提高，此外現(xiàn)場(chǎng)研究發(fā)現(xiàn)沖擊地壓災(zāi)害發(fā)生前煤壁“冒汗”煤體濕度變化顯著，因此，急需一種多參量復(fù)合測(cè)量裝置，能夠?qū)⒍喾N傳感器復(fù)合到一起穩(wěn)定的固定于鉆孔內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)同時(shí)測(cè)量煤巖破裂過(guò)程中應(yīng)力、聲發(fā)射、電磁福射、溫度及濕度等多種信息，為沖擊地壓礦井煤炭的安全高效開(kāi)采提供一種安全、高效可行的監(jiān)測(cè)途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置及布置方法，復(fù)合測(cè)量裝置具有體積小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安裝，屏蔽作用良好、穩(wěn)定性好、可循環(huán)使用等特點(diǎn)；復(fù)合測(cè)量裝置布置方法可實(shí)現(xiàn)多斷面同時(shí)監(jiān)測(cè)，確保在開(kāi)采過(guò)程中對(duì)預(yù)開(kāi)采煤層不同斷面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免因井下構(gòu)造或開(kāi)采造成各斷面受力不平衡導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺失進(jìn)而發(fā)生災(zāi)難性突發(fā)事故。
[0009]一種煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置，該裝置包括復(fù)合傳感器、信號(hào)調(diào)理器、微處理器、鍵盤(pán)和顯示器，其中，
[0010]所述的復(fù)合傳感器包括一個(gè)空心厚壁圓筒、套管、第一煤巖應(yīng)力傳感器、第二煤巖應(yīng)力傳感器、煤巖聲發(fā)射傳感器、煤巖電磁福射傳感器、煤巖溫度傳感器和煤巖濕度傳感器；其中，所述的空心厚壁圓筒為一個(gè)無(wú)上端蓋的空心圓柱體，其側(cè)壁和底端設(shè)置有用于固定傳感器的多個(gè)通孔；所述的煤巖電磁輻射傳感器通過(guò)第一通孔固定于空心厚壁圓筒的底端；用于測(cè)量礦井水平方向應(yīng)力的第一煤巖應(yīng)力傳感器通過(guò)第二通孔固定于空心厚壁圓筒的側(cè)壁；用于測(cè)量礦井豎直方向應(yīng)力的第二煤巖應(yīng)力傳感器通過(guò)第三通孔固定于空心厚壁圓筒的側(cè)壁；煤巖溫度傳感器通過(guò)第四通孔固定于空心厚壁圓筒的側(cè)壁；煤巖濕度傳感器通過(guò)第五通孔固定于空心厚壁圓筒的側(cè)壁；煤巖聲發(fā)射傳感器通過(guò)第六通孔固定于空心厚壁圓筒的側(cè)壁；空心厚壁圓筒外側(cè)還套有一個(gè)套管；
[0011]所述的復(fù)合傳感器設(shè)置于被測(cè)礦井兩側(cè)孔的底端，其空心厚壁圓筒的底端朝向孔的底端；
[0012]所述的信號(hào)調(diào)理器包括第一信號(hào)調(diào)理器、第二信號(hào)調(diào)理器、第三信號(hào)調(diào)理器、第四信號(hào)調(diào)理器、第五信號(hào)調(diào)理器和第六信號(hào)調(diào)理器；
[0013]所述的第一煤巖應(yīng)力傳感器的輸出端連接第一信號(hào)調(diào)理器的輸入端，第二煤巖應(yīng)力傳感器的輸出端連接第二信號(hào)調(diào)理器的輸入端，煤巖聲發(fā)射傳感器的輸出端連接第三信號(hào)調(diào)理器的輸入端，煤巖電磁福射傳感器的輸出端連接第四信號(hào)調(diào)理器的輸入端，煤巖溫度傳感器的輸出端連接第五信號(hào)調(diào)理器的輸入端，煤巖濕度傳感器輸出端連接第六信號(hào)調(diào)理器的輸入端，第一信號(hào)調(diào)理器的輸出端、第二信號(hào)調(diào)理器的輸出端、第三信號(hào)調(diào)理器的輸出端、第四信號(hào)調(diào)理器的輸出端、第五信號(hào)調(diào)理器的輸出端和第六信號(hào)調(diào)理器的輸出端分別連接微處理器的六路輸入端，微處理器的另一路輸入端連接鍵盤(pán)的輸出端，微處理器的一路輸出端連接顯示器的輸入端。
[0014]所述的第一煤巖應(yīng)力傳感器輸出端的連接線(xiàn)、第二煤巖應(yīng)力傳感器輸出端的連接線(xiàn)、煤巖聲發(fā)射傳感器輸出端的連接線(xiàn)、煤巖電磁輻射傳感器輸出端的連接線(xiàn)、煤巖溫度傳感器輸出端的連接線(xiàn)和煤巖濕度傳感器輸出端的連接線(xiàn)穿過(guò)空心厚壁圓筒內(nèi)部連接信號(hào)調(diào)理器。
[0015]所述的空心厚壁圓筒和套管均采用具有屏蔽作用的不銹鋼材料。
[0016]所述的空心厚壁圓筒和套管之間還設(shè)置有滾輪。
[0017]煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置的布置方法，包括以下步驟:
[0018]步驟1、在被測(cè)運(yùn)輸巷道和回風(fēng)巷道內(nèi)，根據(jù)實(shí)際需求在回采工作面垂直于巷道的方向設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，并確定相鄰兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面之間距離；
[0019]步驟2、在巷道幫部的中間位置沿垂直監(jiān)測(cè)斷面方向進(jìn)行打孔；
[0020]相鄰兩個(gè)鉆孔之間距離相等，同一監(jiān)測(cè)斷面的鉆孔深度相同，不同監(jiān)測(cè)斷面的鉆孔深度不同；
[0021]步驟3、安裝復(fù)合傳感器于每個(gè)鉆孔的底部；
[0022]步驟4、隨著開(kāi)采的進(jìn)行，當(dāng)采空區(qū)與開(kāi)采方向下一個(gè)鉆孔之間距離小于鉆孔間距離時(shí)，取出該鉆孔中的復(fù)合傳感器；
[0023]步驟5、在監(jiān)測(cè)后方再次打鉆孔，將取出的復(fù)合傳感器設(shè)置于新打的鉆孔內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)復(fù)合傳感器的循環(huán)使用。
[0024]本發(fā)明的有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0025]1、本發(fā)明將煤巖應(yīng)力、煤巖聲發(fā)射、煤巖電磁福射、煤巖溫度、煤體濕度傳感器集成為一體，構(gòu)成多參量測(cè)量復(fù)合傳感器，將傳感器連接數(shù)據(jù)采集器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)五種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)煤巖加載破裂過(guò)程應(yīng)力信號(hào)、聲信號(hào)、電磁信號(hào)、溫度和濕度信號(hào)的檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了多種參量在時(shí)間上同步、空間上多斷面監(jiān)測(cè)，同時(shí)應(yīng)用該套裝置還可評(píng)價(jià)防治措施的解危效果，達(dá)到有效預(yù)防礦山動(dòng)力災(zāi)害的目的，對(duì)減少礦山動(dòng)力災(zāi)害引起的安全事故、提高巷道的安全性具有重大意義；
[0026]2、根據(jù)煤巖加載破裂過(guò)程中應(yīng)力、聲發(fā)射、電磁輻射、溫度及濕度變化信息，可作為煤巖穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)參量和評(píng)價(jià)指標(biāo)；
[0027]3、煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)五種參量的同步采集，采用數(shù)據(jù)挖掘方法，提取特征參數(shù)，應(yīng)用信息融合理論，對(duì)多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行融合處理，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)劃分危險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)災(zāi)害發(fā)生的可能性進(jìn)行預(yù)警。復(fù)合測(cè)量裝置具有體積小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安裝，屏蔽作用良好、穩(wěn)定性好、可循環(huán)使用等特點(diǎn)。復(fù)合測(cè)量裝置布置方法可實(shí)現(xiàn)多斷面同時(shí)監(jiān)測(cè)，確保在開(kāi)采過(guò)程中對(duì)預(yù)開(kāi)采煤層不同斷面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免因井下構(gòu)造或開(kāi)采造成各斷面受力不平衡導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺失進(jìn)而發(fā)生災(zāi)難性突發(fā)事故。
[0028]4、空心厚壁圓筒采用不銹鋼材料，強(qiáng)度可靠、可回收再次使用，同時(shí)具有良好的屏蔽作用；應(yīng)力傳感器、聲發(fā)射傳感器、溫度及濕度傳感器通過(guò)螺紋與空心厚壁圓筒連接，電磁輻射線(xiàn)圈安裝在空心厚壁圓筒前方，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
[0029]5、本發(fā)明的復(fù)合傳感器布置方法確保在開(kāi)采過(guò)程中對(duì)預(yù)開(kāi)采煤層不同斷面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免因井下構(gòu)造或開(kāi)采造成各斷面受力不平衡導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺失進(jìn)而發(fā)生災(zāi)難性突發(fā)事故。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0031]其中，1-復(fù)合傳感器；2_信號(hào)調(diào)理器；3_微處理器；4_鍵盤(pán)；5_顯示器；6_數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；7-時(shí)鐘；8_數(shù)據(jù)傳輸接口 ； 101-第一煤巖應(yīng)力傳感器，102-第二煤巖應(yīng)力傳感器；103-煤巖聲發(fā)射傳感器；104-煤巖電磁福射傳感器；105-煤巖溫度傳感器；106-煤巖濕度傳感器；201_第一信號(hào)調(diào)理器；202_第二信號(hào)調(diào)理器；203_第三信號(hào)調(diào)理器；204_第四信號(hào)調(diào)理器；205_第五信號(hào)調(diào)理器；206_第六信號(hào)調(diào)理器；
[0032]圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的復(fù)合傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]其中，107-空心厚壁圓筒；108-滾輪；
[0034]圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例的復(fù)合傳感器連線(xiàn)剖面示意圖；
[0035]其中，109-套管；
[0036]圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)所述的煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置的布置方法流程圖；
[0037]圖5附為本發(fā)明一種實(shí)施例的回采工作面?zhèn)鞲衅鞑贾檬疽鈭D。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中，一種煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置，該裝置包括復(fù)合傳感器1、信號(hào)調(diào)理器2、微處理器3、鍵盤(pán)4和顯示器附，其中，所述的信號(hào)調(diào)理器包括第一信號(hào)調(diào)理器201、第二信號(hào)調(diào)理器202、第三信號(hào)調(diào)理器203、第四信號(hào)調(diào)理器204、第五信號(hào)調(diào)理器20附和第六信號(hào)調(diào)理器20際。
[0040]如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例中，復(fù)合傳感器包括一個(gè)空心厚壁圓筒107、滾輪108、第一煤巖應(yīng)力傳感器101、第二煤巖應(yīng)力傳感器102、煤巖聲發(fā)射傳感器103、煤巖電磁福射傳感器104、煤巖溫度傳感器10附和煤巖濕度傳感器10際；本發(fā)明實(shí)施例中，第一煤巖應(yīng)力傳感器101和第二煤巖應(yīng)力傳感器102均采用GPD200A礦用本安型壓力變送器，煤巖聲發(fā)射傳感器103采用SR150A型聲發(fā)射傳感器；煤巖電磁輻射傳感器采用高靈敏度、寬頻帶的接收天線(xiàn)；煤巖溫度傳感器和煤巖濕度傳感器均采用JCJ100本安型數(shù)字溫濕度傳感器；所述的空心厚壁圓筒107和套管109均采用具有屏蔽作用的不銹鋼材料。
[0041]如圖2所示，本實(shí)施例中，空心厚壁圓筒107為一個(gè)無(wú)上端蓋的空心圓柱體，其側(cè)壁和底端設(shè)置有用于設(shè)置傳感器的際個(gè)通孔；所述的煤巖電磁輻射傳感器104通過(guò)一個(gè)通孔螺紋固定于空心厚壁圓筒107的底端；用于測(cè)量礦井水平方向應(yīng)力的第一煤巖應(yīng)力傳感器101通過(guò)另一個(gè)通孔螺紋固定于空心厚壁圓筒107的側(cè)壁；用于測(cè)量礦井豎直方向應(yīng)力的第二煤巖應(yīng)力傳感器102通過(guò)又一個(gè)通孔螺紋固定于空心厚壁圓筒107的側(cè)壁；煤巖溫度傳感器10附通過(guò)又一個(gè)通孔螺紋固定于空心厚壁圓筒107的側(cè)壁；煤巖濕度傳感器10際通過(guò)又一個(gè)通孔螺紋固定于空心厚壁圓筒107的側(cè)壁；煤巖聲發(fā)射傳感器103通過(guò)又一個(gè)通孔螺紋固定于空心厚壁圓筒107的側(cè)壁；本實(shí)施例中，煤巖溫度傳感器10附和煤巖濕度傳感器10際位于空心厚壁圓筒107的同一側(cè)；煤巖聲發(fā)射傳感器103與第一煤巖應(yīng)力傳感器101相對(duì)設(shè)置，即第一煤巖應(yīng)力傳感器101位置的另一側(cè)，用于測(cè)量礦井前方聲發(fā)射事件數(shù)。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例中，第一煤巖應(yīng)力傳感器101的輸出端連接第一信號(hào)調(diào)理器201的輸入端SIN-1N,第二煤巖應(yīng)力傳感器102的輸出端連接第二信號(hào)調(diào)理器202的輸入端SIN-1N，煤巖聲發(fā)射傳感器103的輸出端連接第三信號(hào)調(diào)理器203的輸入端SIN-1N，煤巖電磁福射傳感器的輸出端連接第四信號(hào)調(diào)理器204的輸入端SIN-1N,煤巖溫度傳感器105的輸出端連接第五信號(hào)調(diào)理器20附的輸入端SIN-1N,煤巖濕度傳感器106輸出端連接第六信號(hào)調(diào)理器20際的輸入端SIN-1N，第一信號(hào)調(diào)理器201的輸出端SIN_0UT、第二信號(hào)調(diào)理器202的輸出端SIN_0UT、第三信號(hào)調(diào)理器203的輸出端SIN_0UT、第四信號(hào)調(diào)理器204的輸出端SIN_0UT、第五信號(hào)調(diào)理器20附輸出端SIN_0UT和第六信號(hào)調(diào)理器20際的輸出端SIN_OUT分別連接微處理器的六路輸入端，所述的微處理器采用的型號(hào)為MSP430F449IZP ;微處理器的另一路輸入端連接鍵盤(pán)的輸出端，微處理器的一路輸出端連接顯示器的輸入端；所述的顯示器采用IXD048型顯示器；本發(fā)明實(shí)施例中，還設(shè)置有AT45DB041B-SI型號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器際，微處理器3外圍電路包括電源、時(shí)鐘7及數(shù)據(jù)傳輸接口 8。
[0043]如圖3所不,所述的第一煤巖應(yīng)力傳感器101輸出端的連接線(xiàn)、第二煤巖應(yīng)力傳感器102輸出端的連接線(xiàn)、煤巖聲發(fā)射傳感器103輸出端的連接線(xiàn)、煤巖電磁福射傳感器輸出端的連接線(xiàn)、煤巖溫度傳感器10附輸出端的連接線(xiàn)和煤巖濕度傳感器10際輸出端的連接線(xiàn)穿過(guò)空心厚壁圓筒107連接信號(hào)調(diào)理器2 ;空心厚壁圓筒107外側(cè)還套有一個(gè)套管109 ；滾輪108設(shè)置于空心厚壁圓筒107和套管109之間，便于將空心厚壁圓筒107推入套管109中，再將套管109放置于鉆孔底部。
[0044]本發(fā)明實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置的布置方法，方法流程圖如圖4所示，包括以下步驟:
[0045]步驟1、在被測(cè)運(yùn)輸巷道和回風(fēng)巷道內(nèi)，根據(jù)實(shí)際需求沿垂直于煤層的方向設(shè)置三個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，且相鄰兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面之間長(zhǎng)度相等；[0046]如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例中，圖5中虛線(xiàn)表示每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，三個(gè)監(jiān)測(cè)斷面之間的長(zhǎng)度分別用Λ χ1、Λ χ2、Λ χ3表示,每隔IOm或20m米為一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。
[0047]步驟2、在巷道幫部中間位置沿垂直監(jiān)測(cè)斷面方向進(jìn)行打孔；相鄰兩個(gè)鉆孔之間距離相等，同一監(jiān)測(cè)斷面的鉆孔深度相同，不同監(jiān)測(cè)斷面的鉆孔深度不同；
[0048]如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例中，在第I監(jiān)測(cè)斷面上鉆出η個(gè)間距為4 Λ d( Λ d表示鉆孔間距離，可設(shè)置為IOm?20m距離)的監(jiān)測(cè)鉆孔，深度為Λ xl ;在第2監(jiān)測(cè)斷面上鉆出P個(gè)間距為2 Δ d的監(jiān)測(cè)鉆孔，深度為Λ xl+ Λ χ2 ;在第3監(jiān)測(cè)斷面上鉆出q個(gè)間距為
4Δ d的監(jiān)測(cè)鉆孔，深度為Λ xl+ Δ χ2+ Δ χ2 ;若設(shè)置更多監(jiān)測(cè)斷面，原理與本發(fā)明實(shí)施例相同。
[0049]步驟3、安裝復(fù)合傳感器于每個(gè)鉆孔的底部；
[0050]本發(fā)明實(shí)施例中，復(fù)合傳感器I設(shè)置于被測(cè)礦井兩側(cè)孔的底端，其空心厚壁圓筒107的底端朝向孔的底端，并且每個(gè)傳感器通過(guò)空心厚壁圓筒107的通孔與礦井接觸；本發(fā)明實(shí)施例中，鉆孔的孔徑為130mm，孔間隔20m ;在孔底安裝煤巖破裂多參量測(cè)量復(fù)合傳感器I，傳感器通過(guò)信號(hào)調(diào)理器2連接微處理器3，安裝完畢后打開(kāi)電源，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0051]數(shù)據(jù)分析包括:①同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)多種監(jiān)測(cè)信息對(duì)比分析；②同一監(jiān)測(cè)斷面多種監(jiān)測(cè)信息對(duì)比分析；③不同監(jiān)測(cè)斷面多種監(jiān)測(cè)信息對(duì)比分析；④隨著開(kāi)采的進(jìn)行，多種監(jiān)測(cè)信息的變化規(guī)律。采用數(shù)據(jù)挖掘方法，提取特征參數(shù)，應(yīng)用信息融合理論，對(duì)多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行融合處理，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)劃分危險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)災(zāi)害發(fā)生的可能性進(jìn)行預(yù)警，通過(guò)在開(kāi)采過(guò)程中對(duì)預(yù)開(kāi)采煤層不同斷面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免因井下構(gòu)造或開(kāi)采造成各斷面受力不平衡導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺失進(jìn)而發(fā)生災(zāi)難性突發(fā)事故。
[0052]步驟4、隨著開(kāi)采的進(jìn)行，當(dāng)采空區(qū)與開(kāi)采方向下一個(gè)鉆孔之間距離小于鉆孔間距離時(shí)，取出該鉆孔中的復(fù)合傳感器；
[0053]步驟5、在監(jiān)測(cè)后方再次打鉆孔，將取出的復(fù)合傳感器設(shè)置于新打的鉆孔內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)復(fù)合傳感器的循環(huán)使用。
【權(quán)利要求】
1.一種煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置，其特征在于:該裝置包括復(fù)合傳感器、信號(hào)調(diào)理器、微處理器、鍵盤(pán)和顯示器，其中， 所述的復(fù)合傳感器包括一個(gè)空心厚壁圓筒、套管、第一煤巖應(yīng)力傳感器、第二煤巖應(yīng)力傳感器、煤巖聲發(fā)射傳感器、煤巖電磁福射傳感器、煤巖溫度傳感器和煤巖濕度傳感器；其中，所述的空心厚壁圓筒為一個(gè)無(wú)上端蓋的空心圓柱體，其側(cè)壁和底端設(shè)置有用于固定傳感器的多個(gè)通孔；所述的煤巖電磁輻射傳感器通過(guò)第一通孔固定于空心厚壁圓筒的底端；用于測(cè)量礦井水平方向應(yīng)力的第一煤巖應(yīng)力傳感器通過(guò)第二通孔固定于空心厚壁圓筒的側(cè)壁；用于測(cè)量礦井豎直方向應(yīng)力的第二煤巖應(yīng)力傳感器通過(guò)第三通孔固定于空心厚壁圓筒的側(cè)壁；煤巖溫度傳感器通過(guò)第四通孔固定于空心厚壁圓筒的側(cè)壁；煤巖濕度傳感器通過(guò)第五通孔固定于空心厚壁圓筒的側(cè)壁；煤巖聲發(fā)射傳感器通過(guò)第六通孔固定于空心厚壁圓筒的側(cè)壁；空心厚壁圓筒外側(cè)還套有一個(gè)套管； 所述的復(fù)合傳感器設(shè)置于被測(cè)礦井兩側(cè)孔的底端，其空心厚壁圓筒的底端朝向孔的底端; 所述的信號(hào)調(diào)理器包括第一信號(hào)調(diào)理器、第二信號(hào)調(diào)理器、第三信號(hào)調(diào)理器、第四信號(hào)調(diào)理器、第五信號(hào)調(diào)理器和第六信號(hào)調(diào)理器； 所述的第一煤巖應(yīng)力傳感器的輸出端連接第一信號(hào)調(diào)理器的輸入端，第二煤巖應(yīng)力傳感器的輸出端連接第二信號(hào)調(diào)理器的輸入端，煤巖聲發(fā)射傳感器的輸出端連接第三信號(hào)調(diào)理器的輸入端，煤巖電磁福射傳感器的輸出端連接第四信號(hào)調(diào)理器的輸入端，煤巖溫度傳感器的輸出端連接第五信號(hào)調(diào)理器的輸入端，煤巖濕度傳感器輸出端連接第六信號(hào)調(diào)理器的輸入端，第一信號(hào)調(diào)理器的輸出端、第二信號(hào)調(diào)理器的輸出端、第三信號(hào)調(diào)理器的輸出端、第四信號(hào)調(diào)理器的輸出端、第五信號(hào)調(diào)理器的輸出端和第六信號(hào)調(diào)理器的輸出端分別連接微處理器的六路輸入端，微處理器的另一路輸入端連接鍵盤(pán)的輸出端，微處理器的一路輸出端連接顯示器的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置，其特征在于，所述的第一煤巖應(yīng)力傳感器輸出端的連接線(xiàn)、第二煤巖應(yīng)力傳感器輸出端的連接線(xiàn)、煤巖聲發(fā)射傳感器輸出端的連接線(xiàn)、煤巖電磁輻射傳感器輸出端的連接線(xiàn)、煤巖溫度傳感器輸出端的連接線(xiàn)和煤巖濕度傳感器輸出端的連接線(xiàn)穿過(guò)空心厚壁圓筒內(nèi)部連接信號(hào)調(diào)理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置，其特征在于，所述的空心厚壁圓筒和套管均采用具有屏蔽作用的不銹鋼材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置，其特征在于，所述的空心厚壁圓筒和套管之間還設(shè)置有滾輪。
5.權(quán)利要求1所述的煤巖破裂多參量復(fù)合測(cè)量裝置的布置方法，其特征在于，包括以不步驟: 步驟1、在被測(cè)運(yùn)輸巷道和回風(fēng)巷道內(nèi)，根據(jù)實(shí)際需求在回采工作面垂直于巷道的方向設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，并確定相鄰兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面之間距離； 步驟2、在巷道幫部的中間位置沿垂直監(jiān)測(cè)斷面方向進(jìn)行打孔； 相鄰兩個(gè)鉆孔之間距離相等，同一監(jiān)測(cè)斷面的鉆孔深度相同，不同監(jiān)測(cè)斷面的鉆孔深度不冋； 步驟3、安裝復(fù)合傳感器于每個(gè)鉆孔的底部；步驟4、隨著開(kāi)采的進(jìn)行，當(dāng)采空區(qū)與開(kāi)采方向下一個(gè)鉆孔之間距離小于鉆孔間距離時(shí)，取出該鉆孔中的復(fù)合傳感器； 步驟5、在監(jiān)測(cè)后方再次打鉆孔，將取出的復(fù)合傳感器設(shè)置于新打的鉆孔內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)復(fù)合傳感器的循環(huán)使用。`
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK103821565SQ201410088335
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】羅浩, 關(guān)愛(ài)民, 尹萬(wàn)蕾, 祝兆和, 李忠華, 朱麗媛 申請(qǐng)人:遼寧工程技術(shù)大學(xué)