一種煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置，其特征在于：它包括瓦斯壓力監(jiān)測裝置、鉆孔應力監(jiān)測裝置、瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置、若干監(jiān)測子站、一監(jiān)測分站和一地面終端。瓦斯壓力監(jiān)測裝置設置在巷道其中一幫的第一鉆孔內，鉆孔應力監(jiān)測裝置設置在巷道另外一幫的第二鉆孔內，瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置懸掛設置在巷道頂板上；瓦斯壓力監(jiān)測裝置實時監(jiān)測瓦斯壓力信號，并發(fā)送到第一監(jiān)測子站；鉆孔應力監(jiān)測裝置實時監(jiān)測鉆孔應力信號，并發(fā)送到第二監(jiān)測子站；瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置實時監(jiān)測作業(yè)空間的瓦斯?jié)舛刃盘?，并發(fā)送到第三監(jiān)測子站；第一、第二、第三監(jiān)測子站分別通過無線通訊技術將監(jiān)測信號發(fā)送到監(jiān)測分站，監(jiān)測分站通過光纖將所有監(jiān)測信號發(fā)送到地面終端。本發(fā)明可以廣泛應用于煤礦的煤與瓦斯突出和沖擊礦壓的預測預報。
【專利說明】一種煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)測裝置，特別是關于一種煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置。

【背景技術】
[0002]近年來我國瓦斯災害事故控制取得了顯著效果，但是隨著開采深度加大，高瓦斯突出礦井顯著增加，瓦斯治理的難度越來越大，煤礦瓦斯突出災害監(jiān)測預警成為煤礦安全生產(chǎn)的重要研宄方向。
[0003]現(xiàn)有的預防瓦斯災害方法主要是通過人工測定參數(shù)，建立判定模型，人工執(zhí)行預防措施并進行效果檢驗，由于該方法主要依賴人工粗放式的監(jiān)管監(jiān)察，故存在以下缺點:監(jiān)測參量少、信息量少、信息準確性低、及時性差，判定危險滯后，判定可靠性對判定者技術管理水平依賴性強，出現(xiàn)危險依賴人工應急處置，處置不當極易引發(fā)大的事故等。因而，目前的預防瓦斯災害方法在程序上、方法上、效果上都難以達到預期目的。


【發(fā)明內容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種實時動態(tài)監(jiān)控煤層瓦斯壓力、煤層鉆孔應力和作業(yè)空間瓦斯?jié)舛鹊拿旱V瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案:一種煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置，其特征在于:它包括一瓦斯壓力監(jiān)測裝置、一鉆孔應力監(jiān)測裝置、一瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置、若干監(jiān)測子站、一監(jiān)測分站和一地面終端；所述瓦斯壓力監(jiān)測裝置設置在巷道其中一幫的第一鉆孔內，所述鉆孔應力監(jiān)測裝置設置在所述巷道另外一幫的第二鉆孔內，所述瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置懸掛設置在所述巷道頂板上；所述瓦斯壓力監(jiān)測裝置實時監(jiān)測瓦斯壓力信號，并發(fā)送到第一監(jiān)測子站；所述鉆孔應力監(jiān)測裝置實時監(jiān)測鉆孔應力信號，并發(fā)送到第二監(jiān)測子站；所述瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置實時監(jiān)測作業(yè)空間的瓦斯?jié)舛刃盘?，并發(fā)送到第三監(jiān)測子站；所述第一、第二、第三監(jiān)測子站分別通過無線通訊技術將監(jiān)測信號發(fā)送到所述監(jiān)測分站，所述監(jiān)測分站通過光纖將所有監(jiān)測信號發(fā)送到所述地面終端。
[0006]所述瓦斯壓力監(jiān)測裝置包括一穿設在所述第一鉆孔內的套管，在所述套管外壁上間隔套設有若干封孔膠圈，在所述套管內穿設有一導液管和若干內導氣管；所述導液管串聯(lián)連接各所述封孔膠圈，所述導液管末端連接一手動式乳化液泵，用于向各所述封孔膠圈輸送液體封堵所述第一鉆孔，使得任意兩所述封孔膠圈之間形成密閉的測壓室；每一所述測壓室內設置一瓦斯壓力傳感器，且每一所述瓦斯壓力傳感器連接一內導氣管，每一所述內導氣管外端分別通過一三通接頭連接一外導氣管和一壓力變送器；每一所述壓力變送器的另一端通過光纖與所述第一監(jiān)測子站連接；各所述外導氣管共同連接一氮氣瓶，在每一所述外導氣管上還設置有一控制閥；所述手動式乳化液泵、壓力變送器和氮氣瓶均放置于所述第一鉆孔外部。
[0007]所述鉆孔應力監(jiān)測裝置包括若干間隔布置在所述第二鉆孔內的鉆孔應力感應器，每一所述鉆孔應力感應器連接一內導液管，每一所述內導液管外端分別通過一三通接頭連接一外導液管和一壓力變送器；每一所述壓力變送器的另一端通過光纖與所述第二監(jiān)測子站連接；各所述外導液管共同連接一手動式乳化液泵，在每一所述外導液管上還設置有一控制閥；所述手動式乳化液泵和壓力變送器設置在所述第二鉆孔外部。
[0008]所述瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置包括設置在所述巷道頂板上的一組瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳎鐾咚節(jié)舛葌鞲衅魍ㄟ^光纖與第三監(jiān)測子站連接。
[0009]所述手動式乳化液泵、壓力變送器和氮氣瓶均放置于所述第一鉆孔外部的硐室內。
[0010]所述封孔膠圈采用長度范圍為10mm?200mm的尺寸規(guī)格，且各所述封孔膠圈的間隔范圍為5m?10m。
[0011]所述鉆孔應力感應器的間隔采用范圍為5m?10m。
[0012]本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明由于采用的瓦斯壓力監(jiān)測裝置在鉆孔內間隔設置多個瓦斯壓力傳感器，并利用壓力變送器將瓦斯壓力傳感器測量的信號轉換為電信號，實現(xiàn)了瓦斯壓力的多測點實時動態(tài)監(jiān)測，且測量信息準確性高。2、本發(fā)明由于采用的鉆孔應力監(jiān)測裝置在鉆孔內間隔設置多個鉆孔應力感應器，實現(xiàn)了鉆孔應力的多測點實時動態(tài)監(jiān)測，測量信息準確性高。3、本發(fā)明由于采用瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置實時監(jiān)測作業(yè)空間內的瓦斯?jié)舛龋⑼ㄟ^光纖傳輸?shù)降孛娼K端，信息傳送及時。4、本發(fā)明由于采用無線通訊技術將監(jiān)測信號傳送到監(jiān)測分站，監(jiān)測分站的信息通過光纖傳送到地面終端，使得地面終端能夠根據(jù)更準確、更科學、更迅速的對測量數(shù)據(jù)進行分析以及瓦斯災害的危險性程度進行評估。因而，本發(fā)明可以廣泛應用于煤礦的煤與瓦斯突出和沖擊礦壓的預測預報。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明結構示意圖
[0014]圖2是圖1中瓦斯壓力監(jiān)測裝置放大示意圖
[0015]圖3是圖1中鉆孔應力監(jiān)測裝置和瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置放大示意圖

【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置包括瓦斯壓力監(jiān)測裝置1、鉆孔應力監(jiān)測裝置2、瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置3、若干監(jiān)測子站4、一監(jiān)測分站5和一地面終端6。瓦斯壓力監(jiān)測裝置I設置在巷道7其中一幫巖層內挖設的鉆孔8內，鉆孔應力監(jiān)測裝置2設置在巷道7另外一幫巖層內挖設的鉆孔9內，瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置3懸掛設置在巷道7頂板上。瓦斯壓力監(jiān)測裝置I實時監(jiān)測瓦斯壓力信號，并發(fā)送到監(jiān)測子站41 ;鉆孔應力監(jiān)測裝置2實時監(jiān)測鉆孔應力信號，并發(fā)送到監(jiān)測子站42 ;瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置3實時監(jiān)測作業(yè)空間的瓦斯?jié)舛刃盘枺l(fā)送到監(jiān)測子站43 ;各監(jiān)測子站41、42、43分別通過無線通訊技術將監(jiān)測信號發(fā)送到監(jiān)測分站5，監(jiān)測分站5通過光纖將所有監(jiān)測信號發(fā)送到地面終端6。
[0018]瓦斯壓力監(jiān)測裝置I包括一穿設在鉆孔8內的套管10，在套管10外壁上間隔套設有若干封孔膠圈11，在套管10內穿設有一導液管12和若干內導氣管13。導液管12串聯(lián)連接各封孔膠圈11，導液管12末端連接一手動式乳化液泵14，用于向各封孔膠圈11輸送液體封堵鉆孔8，使得任意兩封孔膠圈11之間形成密閉的測壓室。每一測壓室內設置一瓦斯壓力傳感器15，且每一瓦斯壓力傳感器15連接一內導氣管13，每一內導氣管13外端分別通過一三通接頭連接一外導氣管16和一壓力變送器17 ;每一壓力變送器17的另一端通過光纖與監(jiān)測子站41連接；各外導氣管16共同連接一氮氣瓶18，在每一外導氣管16上還設置有一控制閥19。手動式乳化液泵14、壓力變送器17和氮氣瓶18均放置于巷道一幫開挖的硐室中。
[0019]鉆孔應力監(jiān)測裝置2包括若干間隔布置在鉆孔9內的鉆孔應力感應器21，每一鉆孔應力感應器21連接一內導液管22，每一內導液管22末端分別通過一三通接頭連接一外導液管23和一壓力變送器24。每一壓力變送器24的另一端通過光纖與監(jiān)測子站42連接；各外導液管23共同連接一手動式乳化液泵25，在每一外導液管23上還設置有一控制閥26。手動式乳化液泵25和壓力變送器24設置在鉆孔9外部。
[0020]瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置3包括設置在巷道7頂板上的一組瓦斯?jié)舛葌鞲衅?1，瓦斯?jié)舛葌鞲衅?1通過光纖與監(jiān)測子站43連接。
[0021]上述實施例中，封孔膠圈11可以選用長度范圍為10mm?200mm的尺寸規(guī)格。各封孔膠圈11的間隔根據(jù)實際需要確定，比如采用5m?10m，且第一個瓦斯壓力傳感器15的布置位置距巷道迎頭距離為10?15m。
[0022]上述實施例中，鉆孔應力感應器21的間距根據(jù)實際需要確定，比如采用范圍5m?1m0
[0023]上述實施例中，鉆孔8的直徑由封孔膠圈11的直徑?jīng)Q定，比如采用范圍60mm?80mm ;鉆孔8的深度由封孔膠圈11和瓦斯壓力傳感器15的個數(shù)決定，比如采用范圍50?10m0
[0024]上述實施例中，鉆孔9的直徑由鉆孔應力感應器21的直徑?jīng)Q定，比如采用范圍為40mm?50mm ;鉆孔9的深度由鉆孔應力感應器21的個數(shù)決定，比如采用范圍為50?10m0
[0025]上述實施例中，硐室的長、寬、高由所采用的裝置決定，比如采用范圍為2?3m。
[0026]本發(fā)明煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置的使用方法為:
[0027]I)瓦斯壓力監(jiān)測裝置I的使用方法
[0028]首先，啟動手動式乳化液泵14，向各封孔膠圈11注入液體，將鉆孔8封堵住，使得任意兩封孔膠圈11之間形成密閉的測壓室。其次，打開其中一外導氣管16的控制閥19，啟動氮氣瓶18通過內導氣管13向測壓室內加壓，使得相應測壓室內的瓦斯壓力傳感器15有一個初始的壓力，然后關閉控制閥19。依次打開其他外導氣管16上的控制閥19，并啟動氮氣瓶18向其他各測壓室內加壓，使得所有瓦斯壓力傳感器15均有一個初始壓力。各瓦斯壓力傳感器15實時監(jiān)測相應測壓室內的瓦斯壓力變化，并通過內導氣管13將測得的壓力變化傳送給相應的壓力變送器17。壓力變送器17將接收到的瓦斯壓力變化的物理信號轉換成電信號，并通過光纖傳送到監(jiān)測子站41，監(jiān)測子站41將接收到的信號通過無線射頻技術傳送到監(jiān)測分站5，由監(jiān)測分站5上傳到地面終端6。
[0029]2)鉆孔應力監(jiān)測裝置2的使用方法
[0030]首先，打開其中一外導液管23上的控制閥26，啟動手動式乳化液泵25通過內導液管22向鉆孔應力感應器21加壓，給鉆孔應力感應器21 —個初始壓力，關閉控制閥25。依次打開其他外導液管23上的控制閥26，并啟動手動式乳化液泵25向其他各鉆孔應力感應器21加壓，使得所有鉆孔應力感應器21均有一個初始壓力。各鉆孔應力感應器21實時監(jiān)測所處位置的鉆孔應力的變化，并通過內導液管22傳送給相應的壓力變送器24。各壓力變送器24將接收到的鉆孔應力變化的物理信號轉換成電信號，并通過光纖傳送到監(jiān)測子站42，監(jiān)測子站42將接收到的電信號通過無線射頻技術傳送到監(jiān)測分站5，由監(jiān)測分站5上傳到地面終端6。
[0031]3)瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置3的使用方法
[0032]瓦斯?jié)舛葌鞲衅?實時監(jiān)測巷道7迎頭瓦斯?jié)舛刃盘?，并通過光纖將采集到的瓦斯?jié)舛刃盘杺魉偷奖O(jiān)測子站43，監(jiān)測子站43將接收到的信號通過無線射頻技術傳送到監(jiān)測分站5，由監(jiān)測分站5上傳到地面終端6。
[0033]上述各實施例僅用于對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置，其特征在于:它包括一瓦斯壓力監(jiān)測裝置、一鉆孔應力監(jiān)測裝置、一瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置、若干監(jiān)測子站、一監(jiān)測分站和一地面終端；所述瓦斯壓力監(jiān)測裝置設置在巷道其中一幫的第一鉆孔內，所述鉆孔應力監(jiān)測裝置設置在所述巷道另外一幫的第二鉆孔內，所述瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置懸掛設置在所述巷道頂板上；所述瓦斯壓力監(jiān)測裝置實時監(jiān)測瓦斯壓力信號，并發(fā)送到第一監(jiān)測子站；所述鉆孔應力監(jiān)測裝置實時監(jiān)測鉆孔應力信號，并發(fā)送到第二監(jiān)測子站；所述瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置實時監(jiān)測作業(yè)空間的瓦斯?jié)舛刃盘?，并發(fā)送到第三監(jiān)測子站；所述第一、第二、第三監(jiān)測子站分別通過無線通訊技術將監(jiān)測信號發(fā)送到所述監(jiān)測分站，所述監(jiān)測分站通過光纖將所有監(jiān)測信號發(fā)送到所述地面終端。
2.如權利要求1所述的一種煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置，其特征在于:所述瓦斯壓力監(jiān)測裝置包括一穿設在所述第一鉆孔內的套管，在所述套管外壁上間隔套設有若干封孔膠圈，在所述套管內穿設有一導液管和若干內導氣管；所述導液管串聯(lián)連接各所述封孔膠圈，所述導液管末端連接一手動式乳化液泵，用于向各所述封孔膠圈輸送液體封堵所述第一鉆孔，使得任意兩所述封孔膠圈之間形成密閉的測壓室；每一所述測壓室內設置一瓦斯壓力傳感器，且每一所述瓦斯壓力傳感器連接一內導氣管，每一所述內導氣管外端分別通過一三通接頭連接一外導氣管和一壓力變送器；每一所述壓力變送器的另一端通過光纖與所述第一監(jiān)測子站連接；各所述外導氣管共同連接一氮氣瓶，在每一所述外導氣管上還設置有一控制閥；所述手動式乳化液泵、壓力變送器和氮氣瓶均放置于所述第一鉆孔外部。
3.如權利要求1所述的一種煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置，其特征在于:所述鉆孔應力監(jiān)測裝置包括若干間隔布置在所述第二鉆孔內的鉆孔應力感應器，每一所述鉆孔應力感應器連接一內導液管，每一所述內導液管外端分別通過一三通接頭連接一外導液管和一壓力變送器；每一所述壓力變送器的另一端通過光纖與所述第二監(jiān)測子站連接；各所述外導液管共同連接一手動式乳化液泵，在每一所述外導液管上還設置有一控制閥；所述手動式乳化液泵和壓力變送器設置在所述第二鉆孔外部。
4.如權利要求1所述的一種煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置，其特征在于:所述瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測裝置包括設置在所述巷道頂板上的一組瓦斯?jié)舛葌鞲衅?，所述瓦斯?jié)舛葌鞲衅魍ㄟ^光纖與第三監(jiān)測子站連接。
5.如權利要求2所述的一種煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置，其特征在于:所述手動式乳化液泵、壓力變送器和氮氣瓶均放置于所述第一鉆孔外部的硐室內。
6.如權利要求2所述的一種煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置，其特征在于:所述封孔膠圈采用長度范圍為10mm?200mm的尺寸規(guī)格，且各所述封孔膠圈的間隔范圍為5m ?1m0
7.如權利要求3所述的一種煤礦瓦斯災害多參量多測點監(jiān)測裝置，其特征在于:所述鉆孔應力感應器的間隔采用范圍為5m?10m。
【文檔編號】E21F17/18GK104500140SQ201410781626
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權日:2014年12月16日
【發(fā)明者】劉金海, 何學秋, 陳學習, 高林生 申請人:華北科技學院