[发明专利]一种氢键破裂预测煤岩冲击地压装置及其预测方法

权利要求书

1.一种氢键破裂预测煤岩冲击地压装置，其特征在于：包括伸入到煤岩钻孔内的结构体和预测分析模块，该结构体内设有：

电压信号采集模块，用于采集不同深度下煤岩钻孔内壁的瞬态电压值；

温度采集模块，用于采集不同深度下煤岩钻孔内部的温度变化；

信号发射模块(80)，与所述电压信号采集模块和温度采集模块连接，用于将采集到的信息实时发送到预测分析模块；

所述预测分析模块与所述信号发射模块(80)连接，用于将接收到的信号与煤岩破裂实验采集的数据进行比对分析，得到煤岩钻孔内不同深度下煤岩破裂程度与应力集中区域，通过煤岩破裂程度及煤岩破裂位置对煤岩冲击地压危险等级及强度进行有效预测；

所述结构体为多个，并且各结构体相互之间通过螺纹连接；

每个结构体包括前端盖(10)、后端盖(50)、以及位于所述前端盖(10)和后端盖(50)之间的多个结构体中段(40)；

所述后端盖(50)与结构体中段(40)上都带有所述电压信号采集模块和温度采集模块；

所述结构体中段(40)内设置有隔热密闭壳体(30)，所述隔热密闭壳体(30)内设有信号发射模块(80)和用于给各个模块供电的电源模块(90)；

所述电压信号采集模块为电压传感器，放置在所述后端盖(50)与结构体中段(40)上的电压传感器放置槽(61)中，用于采集煤岩破裂产生的微弱电压；

所述温度采集模块为温度传感器，放置在所述后端盖(50)与结构体中段(40)上的温度传感器放置槽(62)中，并呈环形均匀分布，用于采集煤岩钻孔内壁的温度；

所述前端盖(10)、后端盖(50)与结构体中段(40)采用导电性与导热性良好的材料制成。

2.如权利要求1所述的氢键破裂预测煤岩冲击地压装置，其特征在于，所述前端盖(10)、后端盖(50)与结构体中段(40)相互之间都放置有绝缘密封垫圈(20)，用于避免对应破裂区域产生的自由电荷转移到相邻的结构体上。

3.如权利要求1所述的氢键破裂预测煤岩冲击地压装置，其特征在于，所述前端盖(10)、后端盖(50)与结构体中段(40)靠近其外表面的轴向方向上形成有螺纹孔(70)，使用长螺栓依次通过前端盖(10)、后端盖(50)与结构体中段(40)的螺纹孔(70)将前端盖(10)、后端盖(50)与结构体中段(40)连接在一起。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的氢键破裂预测煤岩冲击地压装置的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：在巷道壁钻孔采集钻孔内不同深度下煤岩样品，将煤岩样品送往实验室进行煤岩破裂实验并采集数据；

S20：将数据整理后传递给计算机，该数据作为预测装置判断煤岩冲击地压的标准；

S30：将结构体放入到预测钻孔内；

S40：通过结构体上的电压信号采集模块和温度采集模块采集钻孔不同位置处的电压和温度数据；

S50：将采集到的数据通过信号发射模块(80)传递给计算机；

S60：计算机结合破裂实验数据分析钻孔内不同位置煤岩破裂及应力状况；

S70：根据煤岩破裂状况及应力分布预测煤岩冲击地压。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S10中，对煤岩样品逐次增加压力，记录不同压力下样品破裂程度及产生的瞬态电压与温度变化，根据样品破裂程度划分等级，将不同破裂等级下产生的瞬态电压温度变化划分区间。