[实用新型]一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置

说明书

技术领域

本实用新型瓦斯抽采钻孔技术领域，尤其涉及一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置。

背景技术

煤矿瓦斯钻孔稳定是瓦斯抽采技术高效运行的保障，同时井下地应力随着深度增加而增加，不同方向上的地应力大小也不同，了解瓦斯钻孔周围地应力，对于瓦斯钻孔稳定性具有重要意义。由于瓦斯钻孔没有直接观测的条件，对于钻孔内部的节理裂隙不易观测，而且受采动影响作用，本煤层瓦斯抽采钻孔往往会发生较大的变形，进而在一定变形时刻失去稳定性，发生瓦斯钻孔坍塌，大大降低瓦斯抽采效率。在不同岩性条件下，钻孔易变形程度也会变化，这与施工有关，也可以通过一定手段进行钻孔加固，同时不应影响瓦斯抽采工作。因此，需要一种全角度瓦斯钻孔稳定性动态监测装置与方法，能够通过应变传感器动态监测钻孔局部应变，进而得出钻孔变形情况，了解地应力场不同方向的应力，同时可以实现瓦斯钻孔的加固，又不影响瓦斯抽采工作进行，这将对观测瓦斯钻孔稳定性提供极大帮助。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有监测瓦斯抽采钻孔稳定性技术的不足，提供一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置，实现对全角度瓦斯抽采钻孔稳定性监测，提高瓦斯稳定性监测效率，维护瓦斯抽采钻孔稳定。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置，该装置包括主体承载机构、高灵敏度应变传感器、低阻值电信号连接线、水平倾斜钻孔推杆装置及便携式精密应力应变读数显示仪；所述主体承载机构承载钻孔周边应力并发生相应变形；所述高灵敏度应变传感器置于所述主体承载机构内壁，与之充分接触；所述低阻值电信号连接线连接高灵敏度应变传感器与精密应力应变读数显示仪；所述水平倾斜钻孔推杆装置将所述主体承载机构递送到指定钻孔深部位置。

所述主体承载机构为铁皮圆筒开一条形豁口，底面截面形成扇形，破坏圆筒整体承载能力，使之随不同方向受力容易发生周长变化和直径变化，圆筒高10cm，直径可根据钻孔大小有不同种类，圆筒周边打磨整齐；所述主体承载机构铁皮上开有圆形气孔，可保证监测瓦斯抽采钻孔稳定性同时不影响瓦斯抽采工作。

所述高灵敏度应变传感器位于所述主体承载机构铁皮圆筒内壁，充分接触所述主体承载机构铁皮圆筒，将所述主体承载机构变形数字化，将力学信号转化为电学信号传递出去，所述高灵敏度应变传感器包括高灵敏度电阻应变片和免焊接延长导线。

所述高灵敏度电阻应变片与所述免焊接延长导线在所述高灵敏度应变传感器一端固定连 接，所述高灵敏度电阻应变片基底为7mm×4mm与10mm×4mm两种型号。

所述水平倾斜钻孔推杆装置由多段2m长水平倾斜钻孔推杆连接组合，整体装置可达20m。

所述水平倾斜钻孔推杆装置顶端的水平倾斜钻孔推杆由钻孔推杆杆头和快速连接杆组成，其余所述水平倾斜钻孔推杆由快速连接杆组成。

所述水平倾斜钻孔推杆杆头由2根可伸缩杆十字交叉固定组成，每根可伸缩杆两端分别有一个两头叉，杆头用来推递所述主体承载机构至钻孔指定位置，并可根据所述主体承载机构不同尺寸调整伸缩杆长度，进而用两头叉固定所述主体承载机构。

所述高灵敏度应变传感器和所述便携式精密应力应变读数显示仪由所述低阻值电信号连接线连接。

所述便携式精密应力应变读数显示仪由读数显示部分和连接数据线组成。

基于全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置与方法，包括如下步骤：

a、设备制作：将不同直径的铁皮圆筒加工成高10cm的主体部分，并沿圆筒母线开一宽1cm的条形豁口，形成主体承载机构；

b、设备组合：用强力粘结剂将高灵敏度应变传感器固定在主体承载机构内壁中部位置，连接高灵敏度电阻应变片与免焊接延长导线；

c、杆件加工：将两个两头叉分别固定在可伸缩杆两端，并将两根可伸缩杆在中部十字交叉固定在首根快速连接杆一端，在首根快速连接杆另一端打磨连接螺纹，在其余快速连接杆两端打磨连接螺纹；

d、线路连接：根据放置主体承载机构的钻孔位置选用对应长度的低阻值电信号连接线连接免焊接延长导线和便携式应力应变读数显示仪连接数据线；

e、设备安置：用水平倾斜钻孔推杆杆头固定主体承载机构，并及时连接快速连接杆和递送低阻值电信号连接线，将主体承载机构推递到指定钻孔位置；

f、数据采集：本实用新型可用于三种用途数据采集：