[发明专利]一种煤层内部煤体蠕变的监测方法

说明书

本发明公开了一种煤层内部煤体蠕变的监测方法。本发明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。本发明能够实时监测、能够监测煤体内部蠕变、不受温度、湿度等环境影响。

技术领域

本发明涉及煤矿监测技术领域，特别是涉及一种煤层内部煤体蠕变的监测方法。

背景技术

煤矿的冲击地压灾害和煤与瓦斯突出等灾害从微观层次分析，其原因之一是煤体在高应力作用下发生了应变或者蠕变。应力作用在煤体上必然引起蠕变，蠕变是几何状态变化的微观体现，所以对于煤层内部煤体的蠕变监测就显得尤为重要了。

2000年以后，我国煤炭行业进入高速发展阶段，建立了完善的矿井监测监控系统，监测的参数包括了瓦斯浓度、瓦斯压力、煤层应力、电磁辐射监测、微震监测等。现有的煤体蠕变监测技术，方法一，主要是通过岩石力学测试系统测试，此系统的缺点为只能在实验室测试小的试件(如煤块)，且工序繁琐、成本高，属于人为加载的被动测试；方法二，主要通应变传感器测试，此方法确定为只能测试试件表面的蠕变、受温度影响大、灵敏度低。查询文献，未查询到在矿山行业监测煤层内部煤体蠕变的技术方法。

煤层内部煤体在地应力作用下发生蠕变是个动态过程，由于其发生在煤层内部，需要实时动态监测煤体蠕变变形量，取煤样检测并不方便，因此需要一种新的煤层内部煤体蠕变的监测方法。

发明内容

本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种煤层内部煤体蠕变的监测方法。本发明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。本发明能够实时监测、能够监测煤体内部蠕变、不受温度、湿度等环境影响。本发明技术可靠、方法简单、操作方便。

本发明的一种煤层内部煤体蠕变的监测方法技术方案为，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。

所述的一种煤层内部煤体蠕变的监测方法，包括以下步骤：

(1)从巷道的其中一帮或两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，充填钻孔内部且保证一定强度，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。

所述的一种煤层内部煤体蠕变的监测方法，自振式振动器a和b发射的P波振幅不同。

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，保证钻孔内部强度不小于20MPA。

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。

所述的一种煤层内部煤体蠕变的监测方法，振动波定位原理：

自振式振动器产生的振动波(P波)向四周传递，记录不同的拾振器监测到振动波的时间，以四个拾振器为例，通过以下方程即可解出振动器的坐标：