[发明专利]一种煤岩深部电位的测量方法

说明书

本发明公开了一种煤岩深部电位的测量方法，首先将电极1分布布置在钻孔中；其次用信号传输屏蔽线将电极1和电位采集仪2连接起来；然后用电位采集仪2实时采集电极1测量到的电位信号；最后用信号处理终端主机3实时分析储存电位采集仪2采集到的电位信号，根据煤岩内部电位信号分布特征分析煤岩应力状态及其体稳定性。本发明具有自动化程度高、实用性较强、安装方便、操作更快捷、监测区域灵活等特点，能够真实反映测量区域煤岩体的变形破坏情况，能够为煤岩动力灾害和地质灾害预报研究提供技术支持。

技术领域

本发明涉及一种煤岩深部电位的测量方法，属于煤岩动力灾害地球物理参数测量及矿山安全监测领域。

背景技术

随着煤炭开采深度的延伸和开采强度的增加，煤与瓦斯突出、冲击地压等煤岩动力灾害变得日趋严重，对煤矿的安全生产产生了极大的威胁。因此在动力灾害发生之前进行有效识别预警并及时采取预防措施对煤岩动力灾害防治工作尤为重要。近年来，中国矿业大学对不同受载方式下煤岩体变形破裂过程进行了大量的测试和研究，发现煤岩体受载或变形破裂时有自由电荷的产生与转移，并会产生电位信号；研究同时建立了煤岩破坏自由电荷与煤体应力的本构关系，发现自由电荷累积与煤的损伤参量呈正相关性，可以反映煤体的损伤程度。

目前，对于煤岩体破坏产生电位信号的研究主要集中于实验室研究，对现场煤岩深部电位信号的测量和分析研究还很少。因此，迫切需要一种能够测量煤岩深部电位信号的方法为煤岩深部电位特征规律研究和煤岩动力灾害的监测预报提供技术支持。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提供一种测量煤岩深部电位的方法，用于煤与瓦斯突出、冲击地压等煤岩动力灾害产生的煤岩体内部电位信号的测量，解决了现有方法只能测量煤岩体表面电位而不能测量煤岩深部电位的技术问题。

技术方案：一种煤岩深部电位的测量方法，包括以下步骤：

第一步，用钻机由煤岩体表面向煤岩内部打深孔钻孔；

第二步，将电极布置在深孔钻孔中；所述电极为表面间隔布置有气囊式电位采集装置的高强度绝缘管，所述气囊式电位采集装置为表面固定有电位采集片的气囊；

第三步，向电极的气囊充气，使气囊膨胀至气囊表面的电位采集片与孔壁接触耦合；

第四步，将电极的信号传输屏蔽线连接到电位采集仪的信号采集端口上，将电位采集仪和信号处理终端主机用通信导线连接起来；

第五步，接通电源，调试电位采集仪和信号处理终端主机；

第六步，调试完成后，开始进行煤岩深部电位测量，用电位采集仪实时采集电极测量到的电位信号；用信号处理终端主机实时分析储存电位采集仪采集到的电位信号，根据煤岩内部电位信号分布特征分析煤岩应力状态及其体稳定性；

第七步，测量完成后，将气囊泄压，将电极从深孔钻孔中取出，以备下次使用。

进一步的，所述电极的布置方式为共地点电位差方式，测得的电位信号为电位采集片与共地接地线的电位差。

进一步的，电位采集仪和电极的信号传输方式有两种，一种为串行信号传输方式，即位于同一个电极上的电位采集片逐个向电位采集仪传输电位信号；另一种为并行信号传输方式，即位于同一个电极上的电位采集片同时向电位采集仪传输电位信号。

有益效果：本发明提供的煤岩深部电位的测量方法，通过在煤岩深部布置特制电极来测量煤岩深部的电位信号，为煤岩动力灾害和地质灾害提供预警参数。本发明具有自动化程度高、实用性较强、安装方便、操作更快捷、监测区域灵活等特点，能够真实反映测量区域煤岩体的变形破坏情况。

附图说明

图1为煤岩深部电位测量方法结构图。

具体实施方式