[发明专利]一种煤层内部煤体蠕变的监测方法

权利要求书

1.一种煤层内部煤体蠕变的监测方法，其特征在于，通过振动器发射振动波的方式定位振动器坐标，从而能够实时的监测煤层内部煤体的两点之间的相对位置，计算随着时间的变化，煤体的蠕变情况；

包括以下步骤：

(1)从巷道的其中一帮上向煤体内打两个钻孔，然后向煤体内部安装自振式振动器a和b，自振式振动器a和b分别由电缆与悬挂在巷道壁上的振动器控制器相连，控制器控制自振式振动器的起停；

(2)在钻孔外侧安装封孔胶囊，注浆管穿过封孔胶囊，注浆泵通过注浆管向钻孔内部注浆，充填钻孔内部，确保自振式振动器不发生绝对位移；

(3)将用于拾取自振式振动器发射出来的P波的拾振器固定在巷道壁上；

(4)分别开启自振式振动器a和b，通过拾振器监测，记录自振式振动器发射出的P波传递到拾振器的时间t；

(5)根据振动波定位原理，计算不同时间自振式振动器a和b的空间位置，根据位移差计算自振式振动器a和b之间煤体的蠕变；

振动波定位原理：

自振式振动器产生的振动波，即P波，向四周传递，记录不同的拾振器监测到振动波的时间，当拾振器的个数为4个时，通过以下方程即可解出振动器的坐标：

式中：(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)、(x₄,y₄,z₄)—分别为各个拾振器的地理空间坐标，由地测人员通过仪器测定；

(x,y,z)—为自振式振动器的地理空间坐标，即以上方程组的解；

v—振动波在介质中传递速度，m/s，即以上方程组的解；

t—振动器振动时刻，即震时，国际标准时间，振动器可以记录；

t₁、t₂、t₃、t₄—不同拾振器监测到振动波的时刻，即到时，国际标准时间，拾振器监测并记录；

通过以上四个方程可以解出四个未知数，x、y、z、v的值，即可定位振动器的位置；蠕变计算原理：

t＝0，自振式振动器a和b之间的距离为L：

任意t时刻，自振式振动器a和b之间的距离为L_t：

则煤体蠕变：

通过计算不同时刻的振动器a和b之间的蠕变ξ，则可得煤体蠕变ξ与时间t之间的曲线关系，从而实现煤体的蠕变监测。

2.根据权利要求1所述的一种煤层内部煤体蠕变的监测方法，其特征在于，自振式振动器a和b发射的P波振幅不同。

3.根据权利要求1所述的一种煤层内部煤体蠕变的监测方法，其特征在于，步骤(2)中，注浆泵通过注浆管向钻孔内部注浆，充填钻孔内部，保证强度不小于20MPA。

4.根据权利要求1所述的一种煤层内部煤体蠕变的监测方法，其特征在于，步骤(3)所述的拾振器不少于4个,分布于巷道壁的不同位置。