[发明专利]一种地下水库煤柱坝体损伤区渗压监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种地下水库煤柱坝体损伤区渗压监测装置，其特征在于：包括

渗压监测管，其有若干个，均水平置于煤柱坝体内，并在水浸影响区内均匀布置；

所述渗压监测管由监测段和线缆段构成；

所述监测段中沿渗压监测管长度方向设有若干渗压监测位，监测段的长度大于其所在位置处水浸影响区的长度；沿着监测段的长度方向，相隔固定距离便设置一处渗压监测位，各渗压监测管中的渗压监测位设置距离间隔均相同；

所述渗压监测位处沿渗压监测管周向均布设有若干渗压监测计；

所述线缆段中布置线缆；

所述渗压监测管沿煤柱坝体长度方向布置；

所述渗压监测管沿竖直方向均匀布置有多层，每层均匀布置有多个；

所述渗压监测计为光纤光栅渗压计，其包括：

外壳体，其为两端开口的中空壳体；

透水石基座，其内设于外壳体一端，透水石基座内嵌设有透水石；

光纤光栅腔体，其内设于外壳体另一端，光纤光栅腔体内设置有感压光纤光栅；

感压膜片，其为弹性片，置于透水石基座与光纤光栅腔体间，感压膜片中心与感压光纤光栅的一端部固定；还包括，

初始应力调节器，其为可调螺栓，贯穿外壳体并与外壳体螺接，初始应力调节器一端部与感压膜片边缘固定；以及，

主光纤，其沿渗压监测管长度方向布置，由铠装固定结构固定于渗压监测管中部；

分光器，其布置于每处渗压监测位，将主光纤分成多路分支光纤对应各渗压监测计，分支光纤与对应渗压监测计的感压光纤光栅连接。

2.根据权利要求1所述的一种地下水库煤柱坝体损伤区渗压监测装置，其特征在于，还包括：

光电信号交换单元，其接收各渗压监测管传递的光信号并转换为电信号传输至渗压信息分析单元；

渗压信息分析单元，其接收光电信号交换单元传输的电信号，并将各渗压监测位对应的电信号整合为该区域的渗压数据监测阵列，并向井下数据采集单元传输；

井下数据采集单元，其接收渗压信息分析单元传输的数据，将各渗压监测位的数据统一收集后传输至工业以太网；

工业以太网，其接收井下数据采集单元传输的数据，并将数据传输至井上数字信号处理单元；

井上数字信号处理单元，其接收工业以太网传输的数据，并通过可视化数据处理软件将渗压危险区域标注在地下水库煤柱坝体结构图中；

煤矿调度中心，其将井上数字信号处理单元的处理结果呈现在人机交互界面上，并能发出调用命令控制渗压监测管开始监测或停止监测。

3.一种地下水库煤柱坝体损伤区渗压监测方法，其特征在于，基于权利要求2所述的一种地下水库煤柱坝体损伤区渗压监测装置，步骤如下：

一、渗压监测管设置：沿煤柱坝体长度方向水平贯穿开设若干通孔，将渗压监测管置于其中，并使渗压监测管的监测段的长度大于对应位置处水浸影响区的长度；

二、渗压监测：各渗压监测位的光信号通过主光纤传输至光电信号交换单元，被转换为电信号后传递至渗压信息分析单元；渗压信息分析单元将处于同一纵截面的每处渗压监测位对应的电信号整合为该区域的渗压数据监测阵列，并传输至井下数据采集单元；井下数据采集单元将各渗压监测位的数据统一收集后传输至工业以太网；工业以太网将数据传输至井上数字信号处理单元；井上数字信号处理单元通过可视化数据处理软件将渗压危险区域标注在地下水库煤柱坝体结构图中，并最终呈现在煤矿调度中心的人机交互界面上；

同一处渗压监测位的各渗压监测计采集的数据在渗压信息分析单元中求平均数后作为该处渗压监测位的渗压数据。