一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，包括數(shù)據(jù)采集儀和與瓦斯管連接的瓦斯參數(shù)傳感器和地應力傳感器，該瓦斯參數(shù)傳感器、地應力傳感器分別通過數(shù)據(jù)傳輸線路與數(shù)據(jù)采集儀連接；本發(fā)明還公開了采用上述裝置監(jiān)測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的方法；采用本發(fā)明的技術方案，可同時完成對地應力同時監(jiān)測的煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的監(jiān)測。
【專利說明】一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于煤炭開采檢測領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置及使用上述監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法。
【背景技術】
[0002]煤層內瓦斯的賦存狀態(tài)是煤層中影響生產(chǎn)安全的重要因素，隨著煤層開采深度的不斷增加，煤層瓦斯含量逐漸增大，同時由于受煤層開采的影響，原有地應力和采動應力集中，煤層透氣性發(fā)生急劇變化，導致瓦斯的急劇涌出甚至出現(xiàn)瓦斯突出等瓦斯等災害；實踐表明，瓦斯參數(shù)的各種異常變化通常是瓦斯災害的前兆，而瓦斯壓力、瓦斯流量以及地應力是引起瓦斯參數(shù)變化的重要因素，因此對煤層受采動影響下的瓦斯壓力、流量以及煤層地應力規(guī)律進行有效測試具有重要意義。
[0003]現(xiàn)有技術檢測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量的同時，無法對地應力同時監(jiān)測，煤炭開采難以避免因檢測不及時導致的瓦斯災害的發(fā)生。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種檢測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量的同時對地應力同時監(jiān)測的煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為:所提供的一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，包括數(shù)據(jù)采集儀和與瓦斯管連接的瓦斯參數(shù)傳感器和地應力傳感器，該瓦斯參數(shù)傳感器、地應力傳感器分別通過數(shù)據(jù)傳輸線路與數(shù)據(jù)采集儀連接。
[0006]本發(fā)明提供的一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，瓦斯參數(shù)傳感器包括瓦斯壓力傳感器、瓦斯流量傳感器，瓦斯壓力傳感器和瓦斯流量傳感器分別與瓦斯管一端的第一三通連接，連接處設置快換接頭，瓦斯流量傳感器與第一三通的連接端還設置有閥門，瓦斯流量傳感器的另一端還設置有出氣管，瓦斯管遠離第一三通的一端使用透氣織物包裹，瓦斯管遠離第一三通的管壁處用透氣織物纏繞，纏繞部分的橫截面的大小接近測試孔的橫截面，瓦斯管位于第一三通至管壁纏繞部分的中部設有固定物質；優(yōu)選的透氣織物為棉紗布；優(yōu)選的固定物質為棉紗布。
[0007]本發(fā)明提供的一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，地應力傳感器包括測試孔壓力枕、地應力傳感器包括測試孔壓力枕、高壓油管、電子數(shù)顯液壓傳感器和高壓油泵，測試孔壓力枕與高壓油管的一端連接，高壓油管的另一端通過系統(tǒng)具有的第二三通與電子數(shù)顯液壓傳感器相連，該第二三通的另一端通過管道與高壓油泵相連。
[0008]本發(fā)明提供的一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，測試孔壓力枕外壁還設置有包裹體；優(yōu)選的包裹體為具有彈性和抗蠕變性能的金屬材料制成的。
[0009]本發(fā)明提供的一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，測試孔壓力枕與高壓油管的連接處、高壓油管的另一端與第二三通的連接處及第二三通與與高壓油泵的連接處均通過快換接頭連接；所述第二三通與高壓油泵相連的管道上還設置有閥門；所述高壓油管通過瓦斯管管壁設置的固定物質與瓦斯管捆綁固定，固定物質優(yōu)選棉紗布。
[0010]本發(fā)明提供的一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，數(shù)據(jù)采集儀包括A / D轉換電路和CPU處理器，A / D轉換電路與CPU處理器相連，CPU處理器分別接有程序存儲器、顯示器、數(shù)據(jù)存儲器、RS232通訊電路、操作鍵盤和標準信號輸出接口。
[0011 ] 一種使用上述監(jiān)測裝置監(jiān)測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的方法，包括下述步驟:
[0012](I)在工作面鉆測試孔；
[0013](2)放置瓦斯管，瓦斯管的一端用透氣織物包裹，瓦斯管靠近孔底處外壁用透氣織物纏繞，纏繞部分的厚度的橫截面接近測試孔的橫截面；
[0014](3)將測試孔壓力枕外壁包裹后與高壓油管的一端連接，高壓油管和瓦斯管中部捆綁固定后將測試孔壓力枕一端伸入測試孔中，并將測試孔壓力枕送達孔底；
[0015](4)液壓油通過高壓油泵、第二三通流入高壓油管，然后注入測試孔壓力枕使其膨脹封閉孔底；
[0016](5)封閉測試孔，然后將瓦斯壓力傳感器與瓦斯流量傳感器與瓦斯管連接；
[0017](6)開啟數(shù)據(jù)采集儀，通過瓦斯壓力傳感器和電子數(shù)顯液壓傳感器感應測試孔內的瓦斯壓力和煤層應力，經(jīng)數(shù)據(jù)采集儀采集瓦斯壓力和煤層應力數(shù)據(jù)，由顯示器實時顯示數(shù)據(jù)并由數(shù)據(jù)存儲器將數(shù)據(jù)存儲；
[0018](7)采集瓦斯流量數(shù)據(jù)，通過瓦斯管排放瓦斯氣體，瓦斯氣體通過瓦斯流量傳感器感應瓦斯的流量，數(shù)據(jù)采集儀采集瓦斯流量、瓦斯壓力、煤層應力，顯示器實時顯示數(shù)據(jù)并由數(shù)據(jù)存儲器將數(shù)據(jù)存儲。
[0019]本發(fā)明提供的監(jiān)測裝置監(jiān)測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的方法，瓦斯流量最低測量值為0.05L / min。
[0020]本發(fā)明提供的監(jiān)測裝置監(jiān)測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的方法，測試孔是設置在工作面下順槽上幫的，測試孔傾斜5?10°的仰角，測試孔的深度為30?50m。[0021 ] 本發(fā)明提供的監(jiān)測裝置監(jiān)測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的方法，封閉測試孔的方法是測試孔設置注漿管，然后向測試孔注漿，注漿量為瓦斯管與高壓油管捆綁固定處包裹的透氣織物停止流水時止，測試孔中注入的漿液包括聚氨酯、水泥砂漿。
[0022]采用本發(fā)明所提供的一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，包括數(shù)據(jù)采集儀和與瓦斯管連接的瓦斯參數(shù)傳感器和地應力傳感器，該瓦斯參數(shù)傳感器、地應力傳感器分別通過數(shù)據(jù)傳輸線路與數(shù)據(jù)采集儀連接，本發(fā)明還公開了監(jiān)測裝置監(jiān)測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的方法，采用本發(fā)明公開的裝置，通過將瓦斯壓力傳感器、瓦斯流量傳感器和地應力傳感器三者有機結合在一起，使得煤層瓦斯壓力、流量和地應力的測量可同步進行，減少了勞動工序和工作量，由數(shù)據(jù)采集儀采集相關的數(shù)據(jù)，并與現(xiàn)有的煤礦安全監(jiān)察系統(tǒng)分站連接起來，不僅可以通過顯示器和數(shù)據(jù)存儲器對相關的數(shù)據(jù)進行實時的監(jiān)測和存儲，還可將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)降孛娴母鹘K端計算機中，又能實時監(jiān)測瓦斯壓力、流量、地應力數(shù)據(jù)的動態(tài)變化，同時用聚氨酯和水泥砂漿封孔，使測試孔的封閉性更好。
[0023]以下將結合附圖和實施例，對本發(fā)明進行較為詳細的說明?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0024]下面對本說明書各幅附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0025]圖1為本發(fā)明一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置的示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置的安裝示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置所示的測試孔的平面示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置所示的數(shù)據(jù)采集儀原理框圖；
[0029]圖5為本發(fā)明一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置方法流程圖。
[0030]圖中標記為:1、測試孔，2、快換接頭，3、固定物質，4、高壓油管，5、瓦斯管，6、纏繞部分，7、透氣織物，8、測試孔壓力枕，9、包裹體，10、注漿管，11、電子數(shù)顯液壓傳感器，12、瓦斯壓力傳感器，13、高壓油管，14、閥門，15、瓦斯流量傳感器，16、數(shù)據(jù)傳輸線路，17、聚氨酯層，18、出氣管，19、高壓油泵，20、數(shù)據(jù)采集儀，21、程序存儲器，22、A / D轉換電路，23、CPU處理器，24、顯示器，25、數(shù)據(jù)存儲器，26、RS232通訊電路，27、操作鍵盤，28、標準信號輸出接口，29、電源，30、監(jiān)測系統(tǒng)分站，31、下順槽，32、第一三通，33、快換接頭，34、第二三通，35、快換接頭，36、快換接頭，37、快換接頭，38、快換接頭，39、快換接頭，40、水泥砂漿，41、閥門。
【具體實施方式】
[0031]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發(fā)明的發(fā)明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
[0032]圖1為本發(fā)明一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置的示意圖，圖2為本發(fā)明一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置的安裝示意圖，圖3為本發(fā)明一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置所示的測試孔的平面示意圖，如圖所示的本發(fā)明為一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，包括數(shù)據(jù)采集儀和與瓦斯管連接的瓦斯參數(shù)傳感器和地應力傳感器，該瓦斯參數(shù)傳感器、地應力傳感器分別通過數(shù)據(jù)傳輸線路16與數(shù)據(jù)采集儀20連接；瓦斯參數(shù)傳感器包括瓦斯壓力傳感器12、瓦斯流量傳感器15，瓦斯壓力傳感器12和瓦斯流量傳感器15分別與瓦斯管5 —端的第一三通32連接，連接處設置快換接頭2，35，36，瓦斯流量傳感器15與第一三通32的連接端還設置有閥門14，瓦斯流量傳感器15的另一端還設置有出氣管18，瓦斯管5遠離第一三通32的一端使用透氣織物7包裹，瓦斯管5遠離第一三通32的管壁處用透氣織物纏繞，纏繞部分6的橫截面的大小接近測試孔的橫截面，瓦斯管5位于第一三通32至管壁纏繞部分6的中部設有固定物質3 ;優(yōu)選的透氣織物為棉紗布；優(yōu)選的固定物質3為棉紗布；纏繞部分6的橫截面的大小接近測試孔的橫截面，防止注入的水泥砂漿上溢而把瓦斯管的管口給封堵住，導致測試孔I內的瓦斯不能通過瓦斯管；采用棉紗布作為纏繞部分，可以保證該部分送入測試孔I中時，既保證觸碰孔壁有一定的韌性，避免傷害瓦斯管5，又保證纏繞部分6與測試孔I孔壁貼合。
[0033]地應力傳感器包括測試孔壓力枕8、高壓油管4、電子數(shù)顯液壓傳感器11和高壓油泵19，測試孔壓力枕8與高壓油管4的一端連接，高壓油管4的另一端通過系統(tǒng)具有的第二三通34與電子數(shù)顯液壓傳感器11相連，該第二三通34的另一端通過管道與高壓油泵19相連，測試孔壓力枕8外壁還設置有包裹體9 ;包裹體9為具有彈性和抗蠕變性能的金屬材料制成的；測試孔壓力枕8與高壓油管4的連接處、高壓油管4的另一端與第二三通34的連接處及第二三通34與與高壓油泵19的連接處均通過快換接頭37、38、39連接；第二三通34與高壓油泵19相連的管道上還設置有閥門41 ;高壓油管4通過瓦斯管5管壁設置的固定物質3與瓦斯管5捆綁固定，固定物質3優(yōu)選棉紗布；包裹體9的直徑大于測試孔壓力枕的直徑但略小于測試孔I的直徑，在測試孔壓力枕內注入液壓油以后，隨著油壓的上升，包裹體9會隨之膨脹，進而達到與測試孔I壁緊貼的效果，棉紗布既有很好的韌性，又保證了纏繞的牢固度，還具有很強的透水性。
[0034]圖4為本發(fā)明一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置所示的數(shù)據(jù)采集儀原理框圖；數(shù)據(jù)采集儀包括A / D轉換電路22和CPU處理器23，A / D轉換電路22與CPU處理器23相連，CPU處理器23分別接有程序存儲器21、顯示器24、數(shù)據(jù)存儲器25、RS232通訊電路26、操作鍵盤27和標準信號輸出接口 28。
[0035]圖5為本發(fā)明一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置方法流程圖，如圖所示的本發(fā)明使用上述監(jiān)測裝置監(jiān)測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的方法，包括下述步驟:
[0036](I)在工作面鉆測試孔；測試孔I是設置在工作面下順槽上幫的，測試孔傾斜5?10°的仰角，孔深30?50m ;施工完成后，孔內清理干凈；
[0037](2)用棉紗布3將高壓油管4和瓦斯管5捆緊，使高壓油管4和瓦斯管5相互固定，并讓瓦斯管5頂端與測試孔壓力枕8保持8?IOm的距離；
[0038](3)在瓦斯管5的頂端用棉紗布7罩住以免進入鉆屑形成堵塞；
[0039](4)在瓦斯管5下方Im處用棉紗布環(huán)繞，直到被纏繞部分6的橫截面的大小接近測試孔的橫截面為止；
[0040](5)通過快換接頭33將高壓油管4與測試孔壓力枕8連接起來；把測試孔壓力枕
8、包裹體9、與測試孔壓力枕8相連的高壓油管4、與高壓油管4固定的瓦斯管5按預定的方向送人測試孔I內，并讓測試孔壓力枕8到達孔底；
[0041](6)將電子數(shù)顯液壓傳感器11通過快換接頭39連接到三通34上，將通過快換接頭38連接在三通34上的閥門41打開，通過高壓油泵19給測試孔壓力枕8注油，使測試孔壓力枕8膨脹，當電子數(shù)顯液壓傳感器11的顯示器顯示壓力達到并穩(wěn)定在預定的壓力值時關閉閥門41，撤去高壓油泵19;
[0042](7)將測試孔I 口用聚氨酯17密封，聚氨酯17的作用一方面是對測試孔I進行初步封堵一方面是為了防止水泥砂漿40從測試孔I中流出；
[0043](8)由于煤層中可能存在裂隙，為了讓測試孔I具有更良好的氣密性，需要對測試孔I進行注漿，注漿時，測試孔I設置注漿管10，通過注漿管10將水泥砂漿40注入測試孔I內，當測試孔I中的水泥砂漿40到達棉紗布6以后，由于棉紗布6具有阻礙水泥砂漿40中的固體但可以透水的作用，隨著水位的上升，待水漫過瓦斯管5的頂部時，水便會沿著瓦斯管5的內壁流出，當水從瓦斯管5的底部流出時，說明注漿已經(jīng)完成，將注漿管10封閉；
[0044](9)當瓦斯管5底部停止流水時安裝瓦斯壓力傳感器12與瓦斯流量傳感器15，并通過數(shù)據(jù)傳輸線路16將瓦斯壓力傳感器12、瓦斯流量傳感器15和電子數(shù)顯液壓傳感器11分別接到數(shù)據(jù)采集儀20上；
[0045](10)關閉與瓦斯流量傳感器15順序串聯(lián)的閥門14，開啟數(shù)據(jù)采集儀20，通過瓦斯壓力傳感器12和電子數(shù)顯液壓傳感器11感應測試孔I內的瓦斯壓力和煤層應力，經(jīng)數(shù)據(jù)采集儀20實時采集瓦斯壓力和煤層應力數(shù)據(jù)，由顯示器24實時顯示數(shù)據(jù)并由數(shù)據(jù)存儲器25將數(shù)據(jù)存儲；
[0046](11)待測試孔I內氣壓與煤層應力穩(wěn)定后，數(shù)據(jù)采集儀20所采集的瓦斯氣體壓力數(shù)據(jù)和煤層應力數(shù)據(jù)分別為測試孔I內的瓦斯氣體壓力數(shù)據(jù)和煤層應力數(shù)據(jù)，此時數(shù)據(jù)采集儀20將所采集的瓦斯氣體壓力數(shù)據(jù)和煤層應力數(shù)據(jù)經(jīng)軟件自動處理得到煤層瓦斯含量的值和煤層應力值并存儲；
[0047](12)當需要采集瓦斯流量數(shù)據(jù)時，打開與瓦斯流量傳感器15順序串聯(lián)的閥門14，排放瓦斯氣體，通過瓦斯流量傳感器15感應瓦斯的流量，數(shù)據(jù)采集儀20實時采集瓦斯流量、瓦斯壓力、煤層應力，顯示器24實時顯示數(shù)據(jù)并由數(shù)據(jù)存儲器25將數(shù)據(jù)存儲；
[0048](13)從測試孔I打好直到測試孔I被封堵好以后，測試孔I內的瓦斯?jié)舛仁切∮诿后w內真正的瓦斯?jié)舛鹊?，隨著測試孔內瓦斯的不斷聚集，測試孔I內的瓦斯?jié)舛戎饾u接近煤體內的瓦斯?jié)舛龋粶y量瓦斯流量時，隨著測試孔I內瓦斯的不斷溢出，測試孔I內的瓦斯?jié)舛扔种饾u小于煤體內真正的瓦斯?jié)舛?，當顯示器24顯示瓦斯流量低于0.05L / min時，關閉與瓦斯流量傳感器15順序串聯(lián)的閥門14;
[0049](14)隨工作面采動通過數(shù)據(jù)采集儀20實時采集瓦斯壓力、瓦斯流量和煤層應力數(shù)據(jù)，由顯示器24實時顯示數(shù)據(jù)并由數(shù)據(jù)存儲器25將數(shù)據(jù)存儲，也可通過標準信號輸出接口 28與已有的KJ煤礦安全監(jiān)督系統(tǒng)分站連接，將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)降孛姹O(jiān)測主機中，實現(xiàn)實時監(jiān)測與存儲，直至工作面推進至測試孔I為止。
[0050]采用本發(fā)明所提供的一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，包括數(shù)據(jù)采集儀和與瓦斯管連接的瓦斯參數(shù)傳感器和地應力傳感器，該瓦斯參數(shù)傳感器、地應力傳感器分別通過數(shù)據(jù)傳輸線路與數(shù)據(jù)采集儀連接，本發(fā)明還公開了監(jiān)測裝置監(jiān)測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的方法，采用本發(fā)明公開的裝置，通過將瓦斯壓力傳感器、瓦斯流量傳感器和地應力傳感器三者有機結合在一起，使得煤層瓦斯壓力、流量和地應力的測量可同步進行，減少了勞動工序和工作量，由數(shù)據(jù)采集儀采集相關的數(shù)據(jù)，并與現(xiàn)有的煤礦安全監(jiān)察系統(tǒng)分站連接起來，不僅可以通過顯示器和數(shù)據(jù)存儲器對相關的數(shù)據(jù)進行實時的監(jiān)測和存儲，還可將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)降孛娴母鹘K端計算機中，又能實時監(jiān)測瓦斯壓力、流量、地應力數(shù)據(jù)的動態(tài)變化，同時用聚氨酯和水泥砂漿封孔，使測試孔的封閉性更好。
[0051]采用本發(fā)明所提供的一種基于計算機控制的窨井探測裝置，包括水平置于窨井口的井上支架1，一端與井上支架I固接的深度測量桿2，該深度測量桿2的另一端設有可繞深度測量桿2旋轉的井下探測桿3，使用時，將井上支架I置于窨井的口部，深度測量桿2伸入井下，通過井下探測桿3可攜帶電子裝置，對井下的情況一目了然，克服了現(xiàn)有技術人工深入到井下進行實地查看因井下環(huán)境惡劣而導致危險發(fā)生的缺陷，提高探查的準確率，降低了維修成本。
[0052]井上支架I為圓形框架，框架的邊部設有多個可卡在窨井口外沿的支撐桿，方便窨井探測裝置的放置；深度測量桿2由多節(jié)管徑不同的空心管套接而成，該深度測量桿2從井上支架I連接端開始管徑依次增加，拉開后相鄰的空心管銜接處設有固接的卡扣，該深度測量桿2管壁上設有度量深度的刻度，使用時，將深度測量桿2逐漸拉伸，觸到底部時，可利用刻度值獲得當前窨井深度信息；采用多節(jié)空心管套接，方便將裝置收起放置，方便攜帶；井下探測桿3與井上支架I呈平行設置，該井下探測桿3為一端與深度測量桿連接的直桿，另一端為自由端，通過深度測量桿度量窨井深度的深度，通過井下探測桿3可以了解井底的狀況，通過井下探測桿3可攜帶電子裝置，準確探查窨井的真實情況；井下探測桿3與井上支架I呈平行設置，深度測量桿2收起后，整體體積較小，方便攜帶；井下探測桿3與深度測量桿2之間通過旋轉接頭連接，探查過程中，碰到硬物或者探查不同位置時，井下探測桿3可繞深度測量桿2軸線旋轉，不僅方便測試，同時避免裝置損傷；井上支架I的圓形框架與支撐桿采用螺紋連接，方便部件的維修和更換；深度測量桿2的軸線與井上支架I的圓形框架圓心的延長線重合，保持裝置整體使用時的平衡，保證裝置攜帶的電子設備測試的準確率。
[0053]上面結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，其特征在于:包括數(shù)據(jù)采集儀和與瓦斯管連接的瓦斯參數(shù)傳感器和地應力傳感器，該瓦斯參數(shù)傳感器、地應力傳感器分別通過數(shù)據(jù)傳輸線路與數(shù)據(jù)采集儀連接。
2.按照權利要求1所述的煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的瓦斯參數(shù)傳感器包括瓦斯壓力傳感器、瓦斯流量傳感器，瓦斯壓力傳感器和瓦斯流量傳感器分別與瓦斯管一端的第一三通連接，連接處設置快換接頭，瓦斯流量傳感器與第一三通的連接端還設置有閥門，瓦斯流量傳感器的另一端還設置有出氣管，瓦斯管遠離第一三通的一端使用透氣織物包裹，瓦斯管遠離第一三通的管壁處用透氣織物纏繞，纏繞部分的橫截面的大小接近測試孔的橫截面，瓦斯管位于第一三通至管壁纏繞部分的中部設有固定物質；優(yōu)選的透氣織物為棉紗布；優(yōu)選的固定物質為棉紗布。
3.按照權利要求1所述的煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的地應力傳感器包括測試孔壓力枕、高壓油管、電子數(shù)顯液壓傳感器和高壓油泵，測試孔壓力枕與高壓油管的一端連接，高壓油管的另一端通過系統(tǒng)具有的第二三通與電子數(shù)顯液壓傳感器相連，該第二三通的另一端通過管道與高壓油泵相連。
4.按照權利要求3所述的煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的測試孔壓力枕外壁還設置有包裹體；優(yōu)選的包裹體為具有彈性和抗蠕變性能的金屬材料制成的。
5.按照權利要求3所述的煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的測試孔壓力枕與高壓油管的連接處、高壓油管的另一端與第二三通的連接處及第二三通與與高壓油泵的連接處均通過快換接頭連接；所述第二三通與高壓油泵相連的管道上還設置有閥門；所述高壓油管通過瓦斯管管壁設置的固定物質與瓦斯管捆綁固定，固定物質優(yōu)選棉紗布。
6.按照權利要求2或3所述的煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)采集儀包括A / D轉換電路和CPU處理器，A / D轉換電路與CPU處理器相連，CPU處理器分別接有程序存儲器、顯示器、數(shù)據(jù)存儲器、RS232通訊電路、操作鍵盤和標準信號輸出接口。
7.一種使用權利要求1所述的監(jiān)測裝置監(jiān)測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的方法，包括下述步驟: (1)在工作面鉆測試孔； (2)放置瓦斯管，瓦斯管的一端用透氣織物包裹，瓦斯管靠近孔底處外壁用透氣織物纏繞，纏繞部分的厚度的橫截面接近測試孔的橫截面； (3)將測試孔壓力枕外壁包裹后與高壓油管的一端連接，高壓油管和瓦斯管中部捆綁固定后將測試孔壓力枕一端伸入測試孔中，并將測試孔壓力枕送達孔底； (4)液壓油通過高壓油泵、第二三通流入高壓油管，然后注入測試孔壓力枕使其膨脹封閉孔底； (5)封閉測試孔，然后將瓦斯壓力傳感器與瓦斯流量傳感器與瓦斯管連接； (6)開啟數(shù)據(jù)采集儀，通過瓦斯壓力傳感器和電子數(shù)顯液壓傳感器感應測試孔內的瓦斯壓力和煤層應力，經(jīng)數(shù)據(jù)采集儀采集瓦斯壓力和煤層應力數(shù)據(jù)，由顯示器實時顯示數(shù)據(jù)并由數(shù)據(jù)存儲器將數(shù)據(jù)存儲；(7)采集瓦斯流量數(shù)據(jù)，通過瓦斯管排放瓦斯氣體，瓦斯氣體通過瓦斯流量傳感器感應瓦斯的流量，數(shù)據(jù)采集儀采集瓦斯流量、瓦斯壓力、煤層應力，顯示器實時顯示數(shù)據(jù)并由數(shù)據(jù)存儲器將數(shù)據(jù)存儲。
8.按照權利要求7所述的監(jiān)測裝置監(jiān)測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的方法，其特征在于:所述的瓦斯流量最低測量值為0.05L / min。
9.按照權利要求7所述的監(jiān)測裝置監(jiān)測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的方法，其特征在于:所述的測試孔是設置在工作面下順槽上幫的，測試孔傾斜5~10°的仰角，測試孔的深度為30~50m。
10.按照權利要求7所述的監(jiān)測裝置監(jiān)測煤層內瓦斯壓力、瓦斯流量及地應力的方法，其特征在于:所述 的封閉測試孔的方法是測試孔設置注漿管，然后向測試孔內注漿，注漿量為瓦斯管與高壓油管捆綁固定處包裹的透氣織物停止流水時止，測試孔中注入的漿液包括聚氨酯、水泥砂漿。
【文檔編號】G01D21/02GK103644940SQ201310675975
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權日:2013年12月11日
【發(fā)明者】謝廣祥, 殷志強, 李傳明, 胡祖祥, 徐傳升 申請人:安徽理工大學