[实用新型]一种用于煤柱裂隙发育在线监测装置

说明书

本实用新型提出一种用于煤柱裂隙发育在线监测装置，属于煤矿开采监测设备领域。该装置主要包括声装置主体、声波发射管、声波接收管、信号处理器、井下信号接收主站、井下基站、地面基站，其中，一组设备贴紧煤壁安放在外侧，一组设备安放在煤壁内部钻孔内，信号传输采用无线传输技术。通过分析发射与接收声波信号变化信息得到煤柱内部裂隙发育情况，实现了裂隙发育实时在线监测，对煤矿开采煤柱裂隙发育及稳定性研究具有一定的指导意义。

技术领域

本发明属于煤矿开采监测设备领域，具体涉及一种用于煤柱裂隙发育在线监测装置。

背景技术

目前煤柱裂隙发育研究主要集中在室内实验研究，通过试验机测对煤样试件单轴、三轴进行压缩试验，采用声发射监测技术，对试件加载时的声波能量、振铃、撞击数、频率等参数进行分析，通过反演技术得到煤样试件在载荷作用下裂隙扩展情况，受声发射探测精度低、信号衰减的影响，监测效果不理想；部分学者通过瞬变电磁法对煤柱进行扫描，通过探测分析煤柱电阻率分布情况进而得到裂隙发育情况，存在监测设备笨重、信号衰减快、受噪声影响大等问题；钻孔电视窥视技术，在煤柱内部钻孔进行窥视得到煤柱裂隙发育情况，受钻孔电视摄像头分辨率影响只能对大裂隙进行监测，无法实现实时在线监测。

因此，本发明基于现场煤柱实际环境，一组信号转换器设备通过钻孔埋设到煤柱内部，一组布设在煤柱两侧，与煤壁紧密接触，通过向煤柱发射声波信号，研究其反射信号特征，进而得到煤柱裂隙发育状况，实现了煤柱裂隙发育实时在线监测功能，对煤矿煤柱裂隙发育和稳定性研究具有一定的借鉴意义。

发明内容

一种用于煤柱裂隙发育在线监测装置，主要包括声装置主体、声波发射管、声波接收管、信号处理器、井下信号接收主站、井下基站、地面基站。

信号处理器主要采用集成电路设计，主要由中央处理器、发射信号处理器、信号放大器、接收信号处理器、电源、控制按板、发射天线、显示屏模块组成，密封处理，电池可充电式。

信号转换器为高强度、具有良好的声学特性长方体塑料外壳，内部设有声波发射管和声波接受管，声波发射管和声波接受管之间设有信号屏蔽器。

信号处理器和信号转换器之间采用数据线连接，信号处理器通过外置天线采用无线电与井下信号接收主站进行通信，井下信号接收主站接收到信号通过数据线传输给井下基站，通过数据线传输到井上基站，井上基站对数据进行汇总分析，出具煤矿开采过程中煤柱裂隙发育报告。

转置主体布设方式采用垂直和水平两组布置方式，垂直布置时，信号转换器与煤壁紧密贴合，在煤壁两侧对称分布，水平布设直接布设在煤柱贯穿性钻孔内，钻孔两端封堵，间隔为L=50m，水平布置高度为煤柱高度的1/2。

附图说明

图1、本装置结构图；

图2、本装置布置图；

图3、本装置布置平面图；

图中数字含义：1、中央处理器，2、发射信号处理器，3、信号放大器，4、接收信号处理器，5、电源，6、控制按板，7、发射天线，8、显示屏，9、信号处理器，10、数据线，11、装置主体，12、声波发射管，13、声波接收管，14、信号屏蔽器，15、煤柱，16、井下信号接受主站，17、井下基站，18、井上基站。

具体实施方式

本发明提出了一种用于煤柱裂隙发育在线监测装置，为了更加明确说明本发明技术方案，结合具体实施方式，对本发明进行详细说明。

结合附图1、2、3所示，一种用于煤柱裂隙发育在线监测装置，主要包括声装置主体11、声波发射管12、声波接收管13、信号处理器9、井下信号接收主站16、井下基站17、地面基站18。