申请/专利权人：山东能源集团有限公司;山东科技大学;中国矿业大学

申请日：2021-09-16

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN113863917B

主分类号：E21B47/00

分类号：E21B47/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2022.01.21#实质审查的生效;2021.12.31#公开

摘要：本发明提供了一种煤体可回收钻孔全长应力监测装置及监测方法，涉及采矿工程技术领域。该装置包括多个监测单元，监测单元包括高压囊体、应力传感器、高压应力监测仪、单向逆止阀、卸压液压阀、数据采集仪和加压泵，单向逆止阀设置在监测单元之间连接高压囊体，高压囊体内填充有应力传递介质，高压囊体内设置高压应力监测仪，高压应力监测仪将监测参数传输至数据采集仪，卸压液压阀设置在高压囊体的连接端。该方法是在巷道内设置多组应力监测装置，监测巷道煤体应力变化，确定应力峰值曲线。该装置能够实现钻孔全长应力监测，并且安装方便，保证了钻孔和应力计的耦合，制作成本低。

主权项：1.一种煤体可回收钻孔全长应力监测方法，利用一种煤体可回收钻孔全长应力监测装置，其特征在于，括多个监测单元，所述监测单元包括高压囊体、应力传感器、高压应力监测仪、单向逆止阀、卸压液压阀、数据采集仪和加压泵，所述单向逆止阀设置在监测单元之间并连接高压囊体，高压囊体内填充有应力传递介质；所述高压囊体内设置有高压应力监测仪，高压应力监测仪将监测参数传输至数据采集仪；所述卸压液压阀设置在高压囊体的连接端；所述加压泵控制高压囊体内的压力，数据采集仪设置在钻孔外；所述高压应力监测仪与数据采集仪之间通过无线信息传输；所述煤体可回收钻孔全长应力监测装置在平行钻孔内安装，钻孔长度相等；步骤包括：在巷道内布置煤体可回收钻孔全长应力监测装置，其中监测单元连接后，多个高压囊体依次伸入钻孔中，利用加压泵向高压囊体内注入应力传递介质，应力值达到初装值后数据采集仪接收监测信息，根据监测信息分析确定应力峰值曲线；随工作面推采依次回收煤体可回收钻孔全长应力监测装置，高压囊体卸压后依次取出各个高压囊体；所述多个监测单元的高压囊体伸入钻孔内，高压囊体内充入应力传递介质并与钻孔内壁耦合，高压囊体沿钻孔径向和轴向布置；所述应力传递介质为液体或气体，所述高压囊体的长度为1-2m，直径30-40mm，高压囊体的膨胀尺寸为原尺寸的1-1.5倍；所述高压应力监测仪的检测范围小于等于高压囊体的额定工作压力；所述单向逆止阀控制应力传递介质由钻孔的孔口向孔底单向流动，所述卸压液压阀的开启压力小于高压囊体的额定工作压力；所述高压囊体与钻孔内壁贴合实现了立体空间接触监测，高压囊体沿顶板钻孔、底板钻孔、巷帮钻孔或倾斜钻孔布置；所述高压囊体沿任意方向布置；可回收钻孔全长应力监测装置分组布置在巷道内，每组设置2个；钻孔的设计孔深为16m；同一分组内的可回收钻孔全长应力监测装置之间的间距大于1m，各分组可回收钻孔全长应力监测装置的监测范围大于150m，同一分组内的应力监测装置初装值分别为5MPa和10-15MPa；所述数据采集仪在一个监测周期后根据应力变化确定应力峰值曲线，根据应力峰值曲线调整监测深度和初装值。

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