[发明专利]一种基于光纤光栅传感器的煤层瓦斯压力检测装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种基于光纤光栅传感器的煤层瓦斯压力检测装置，包括岩壁，岩壁右侧设有煤层，岩壁和煤层内开设有通孔，岩壁和煤层通孔内设有套管，套管左端设有法兰盘,法兰盘中部设有导管挡板套筒,导管挡板套筒贯穿法兰盘,导管挡板套筒左端设有压力信号发射器,导管挡板套筒右端设有光纤测量模块,导管挡板套筒与套管之间设有多个囊袋,多个囊袋之间设有灌注管道,多个囊袋之间通过灌注管道相连接,灌注管道上设有压力阀门,灌注管道左端贯穿法兰盘,灌注管道最左端设有注浆孔,导管挡板套筒内部设有测压导管,测压导管左端与压力信号发射器相连接。本发明的有益效果为：能够快速准确地测量瓦斯压力。

技术领域

本发明属于煤层瓦斯压力检测的技术领域，具体涉及一种基于光纤光栅传感器的煤层瓦斯压力检测装置及其使用方法。

背景技术

随着煤炭开采走向深部，煤与瓦斯突出灾害愈加严重，煤与瓦斯突出是一种由煤层地应力和瓦斯压力共同作用的矿山动力灾害现象，对煤矿安全生产构成严重威胁，发生时能够造成重大人员伤亡和财产损失，治理难度极大。影响瓦斯突出的因素众多，其中瓦斯压力是矿井突出危险度鉴定的主要参数之一，因此如何准确、快速判断煤层瓦斯压力是本发明要解决的主要问题。随着智能化在采矿行业的普及，煤矿井下常用的监测设备都在向智能化方向发展。目前，煤层瓦斯压力的测定方法主要有瓦斯压力直接测量法、瓦斯压力间接测量法和自钻式煤层瓦斯压力原位测定方法，就以上几种方法来看，还存在一定的缺点：1.需要耗费大量的人员来对压力测试仪器的显示数据进行读取，当测试的钻孔比较多的时候，工作量比较大；2.无法实时显示煤层瓦斯压力的数值，煤层瓦斯压力反应存在一定的滞后性，不能实现对煤层瓦斯压力的连续监测。

发明内容

本发明提供一种基于光纤光栅传感器的煤层瓦斯压力检测装置及其使用方法，能够快速准确地测量瓦斯压力。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于光纤光栅传感器的煤层瓦斯压力检测装置，包括岩壁，岩壁右侧设有煤层，岩壁和煤层内开设有通孔，岩壁和煤层通孔内设有套管，套管左端设有法兰盘,法兰盘中部设有导管挡板套筒,导管挡板套筒贯穿法兰盘,导管挡板套筒左端设有压力信号发射器,导管挡板套筒右端设有光纤测量模块,导管挡板套筒与套管之间设有多个囊袋,多个囊袋之间设有灌注管道,多个囊袋之间通过灌注管道相连接,灌注管道上设有压力阀门,灌注管道左端贯穿法兰盘,灌注管道最左端设有注浆孔,导管挡板套筒内部设有测压导管,测压导管左端与压力信号发射器相连接,测压导管右端与光纤测量模块相连接;光纤测量模块包括下底座,下底座上相对位置设有固定板,下底座被固定板分割为下底座内腔和右侧部分,下底座左端与导管挡板套筒固定连接,下底座上设有上底座,下底座上相对位置设有凹槽，上底座两侧设有滑轮,滑轮与凹槽相配合，上底座与下底座滑动连接,上底座左侧设有套筒,套筒内设有弹簧,套筒左侧和固定板相连接,上底座右侧面设有向右布置的顶柱，顶柱贯穿固定板，固定板右侧设有挡板，挡板右侧设有光纤光栅耦合器，光纤光栅耦合器与测压导管固定连接，光纤光栅耦合器的导线通过测压导管与压力信号发射器电连接，挡板与固定板之间设有光纤光栅,矿坑内相对位置设有压力信号接收器,矿坑外侧设有计算机,压力信号接收器与计算机电连接,压力信号发射器与压力信号接收器无线连接。

进一步的，套管的长度、直径与事先施工完成的钻孔长度、直径相适配。

进一步的，多个囊袋形状、大小都相同，每两个囊袋之间设有一个压力阀门。

进一步的，顶柱与固定板滑动配合，下底座内腔相对密封。

进一步的，上述的一种基于光纤光栅传感器的煤层瓦斯压力检测装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、先施工钻孔达到与煤层的距离为一米时候，停止施工钻孔，然后向钻孔内下入套管，然后继续施工钻孔，使得钻孔穿透煤层厚度约一米，然后将光纤光栅瓦斯压力检测装置、测压导管和两个囊袋放入套管中，将法兰盘固定在钻孔的外部端口上；