[发明专利]一种煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力监测装置及监测方法

说明书

技术领域

本发明属于煤炭开采检测领域，更具体地说，本发明涉及一种煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力监测装置及使用上述监测装置的监测方法。 

背景技术

煤层内瓦斯的赋存状态是煤层中影响生产安全的重要因素，随着煤层开采深度的不断增加，煤层瓦斯含量逐渐增大，同时由于受煤层开采的影响，原有地应力和采动应力集中，煤层透气性发生急剧变化，导致瓦斯的急剧涌出甚至出现瓦斯突出等瓦斯等灾害；实践表明，瓦斯参数的各种异常变化通常是瓦斯灾害的前兆，而瓦斯压力、瓦斯流量以及地应力是引起瓦斯参数变化的重要因素，因此对煤层受采动影响下的瓦斯压力、流量以及煤层地应力规律进行有效测试具有重要意义。 

现有技术检测煤层内瓦斯压力、瓦斯流量的同时，无法对地应力同时监测，煤炭开采难以避免因检测不及时导致的瓦斯灾害的发生。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种检测煤层内瓦斯压力、瓦斯流量的同时对地应力同时监测的煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力监测装置。 

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力监测装置，包括数据采集仪和与瓦斯管连接的瓦斯参数传感器和地应力传感器，该瓦斯参数传感器、地应力传感器分别通过数据传输线路与数据采集仪连接。 

本发明提供的一种煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力监测装置，瓦斯参数传感器包括瓦斯压力传感器、瓦斯流量传感器，瓦斯压力传感器和瓦斯流量 传感器分别与瓦斯管一端的第一三通连接，连接处设置快换接头，瓦斯流量传感器与第一三通的连接端还设置有阀门，瓦斯流量传感器的另一端还设置有出气管，瓦斯管远离第一三通的一端使用透气织物包裹，瓦斯管远离第一三通的管壁处用透气织物缠绕，缠绕部分的横截面的大小接近测试孔的横截面，瓦斯管位于第一三通至管壁缠绕部分的中部设有固定物质；优选的透气织物为棉纱布；优选的固定物质为棉纱布。 

本发明提供的一种煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力监测装置，地应力传感器包括测试孔压力枕、地应力传感器包括测试孔压力枕、高压油管、电子数显液压传感器和高压油泵，测试孔压力枕与高压油管的一端连接，高压油管的另一端通过系统具有的第二三通与电子数显液压传感器相连，该第二三通的另一端通过管道与高压油泵相连。 

本发明提供的一种煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力监测装置，测试孔压力枕外壁还设置有包裹体；优选的包裹体为具有弹性和抗蠕变性能的金属材料制成的。 

本发明提供的一种煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力监测装置，测试孔压力枕与高压油管的连接处、高压油管的另一端与第二三通的连接处及第二三通与与高压油泵的连接处均通过快换接头连接；所述第二三通与高压油泵相连的管道上还设置有阀门；所述高压油管通过瓦斯管管壁设置的固定物质与瓦斯管捆绑固定，固定物质优选棉纱布。 

本发明提供的一种煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力监测装置，数据采集仪包括A／D转换电路和CPU处理器，A／D转换电路与CPU处理器相连，CPU处理器分别接有程序存储器、显示器、数据存储器、RS232通讯电路、操作键盘和标准信号输出接口。 

一种使用上述监测装置监测煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力的方法，包括下述步骤： 

(1)在工作面钻测试孔； 

(2)放置瓦斯管，瓦斯管的一端用透气织物包裹，瓦斯管靠近孔底处外壁用透气织物缠绕，缠绕部分的厚度的横截面接近测试孔的横截面； 

(3)将测试孔压力枕外壁包裹后与高压油管的一端连接，高压油管和瓦斯管中部捆绑固定后将测试孔压力枕一端伸入测试孔中，并将测试孔压力枕送达孔底； 

(4)液压油通过高压油泵、第二三通流入高压油管，然后注入测试孔压力枕使其膨胀封闭孔底； 

(5)封闭测试孔，然后将瓦斯压力传感器与瓦斯流量传感器与瓦斯管连接； 

(6)开启数据采集仪，通过瓦斯压力传感器和电子数显液压传感器感应测试孔内的瓦斯压力和煤层应力，经数据采集仪采集瓦斯压力和煤层应力数据，由显示器实时显示数据并由数据存储器将数据存储； 

(7)采集瓦斯流量数据，通过瓦斯管排放瓦斯气体，瓦斯气体通过瓦斯流量传感器感应瓦斯的流量，数据采集仪采集瓦斯流量、瓦斯压力、煤层应力，显示器实时显示数据并由数据存储器将数据存储。 

本发明提供的监测装置监测煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力的方法，瓦斯流量最低测量值为0.05L／min。