[发明专利]高精度、本质安全煤层顶板导水裂隙带高度实时监测方法

摘要

一种高精度、本质安全煤层顶板导水裂隙带高度实时监测方法，包括布孔、孔内光纤光栅水压监测系统和孔口光纤光栅数据采集系统三部分。两个或多个孔口适当供水的上仰监测钻孔迎回采工作面推进方向超前布置于工作面两侧运输巷或回风巷，多个光纤光栅液压传感器线状布置于监测孔内，孔口光纤光栅数据采集系统与孔内光纤光栅水压监测系统相连并安装于监测孔孔口。本发明能够实现煤层顶板导水裂隙随工作面推进超前和向上发育全过程的高精度、本质安全和实时的监测。

主权项

1.一种高精度、本质安全煤层顶板导水裂隙带高度实时监测方法，其特征是，包括以下步骤：/n1)布孔：两个或多个孔口适当供水的上仰监测钻孔(9)迎回采工作面推进方向超前布置于工作面两侧运输巷或回风巷；/n2)安装孔内光纤光栅水压监测系统：将多个光纤光栅液压传感器(1)线状布置于监测孔内，光纤光栅液压传感器(1)在监测孔内位置依据目标监测高度确定，多个光纤光栅液压传感器(1)采用多回路、多通道的并联数据传输方式；/n3)安装孔口光纤光栅数据采集系统(5)：在监测孔孔口安装光纤光栅数据采集系统(5)，并与孔内光纤光栅水压监测系统相连；/n其中步骤1)至3)具体操作步骤如下：/na)在工作面两侧的运输巷、回风巷或停采线迎工作面回采方向超前布置和施工两个或多个上仰监测钻孔(9)，布孔遵循多个钻孔最大限度控制导水裂隙带空间形态原则；/nb)在监测钻孔(9)内同步、平行安装光纤光栅水压监测系统和排气装置；监测钻孔(9)孔径尺寸需满足监测系统安装要求，安装时保护光纤光栅液压传感器(1)和数据传输光纤(2)，准确记录每个光纤光栅液压传感器(1)实际安装位置，最大目标监测高度大于顶板导水裂隙带高度经验值；/nc)安装孔口法兰(3)，保证孔内数据传输光纤(2)、排气管、供水管、排水管安全穿过并止水且将孔口套管(8)固定于孔口法兰(3)；/nd)连接伸出孔口的数据传输光纤(2)至光纤光栅数据采集系统(5)，同时连接供水管至孔口供水装置(4)、排气管至排气控制阀(6)、排水管至排水控制阀(7)；检验光纤光栅水压监测系统、孔口供水装置(4)、排气控制阀(6)和排水控制阀(7)是否正常，进入导水裂隙带高度监测阶段；/ne)正式监测分为孔内水压本底值超前监测和顶板导水裂隙发育监测两个阶段，依据孔内水压本底值“阶梯”状变化实时判断顶板导水裂隙发育的时间、位置和演化过程；同时，辅以回采推进速度、回采高度、工作面涌水现象、顶板来压现象的跟踪观测；/nf)监测终止条件：回采面已经完全进入光纤光栅液压传感器(1)监测范围，顶板导水裂隙已不再向更高处的光纤光栅液压传感器(1)发展或已经发育到最底端的光纤光栅液压传感器(1)；/ng)回撤导水裂隙带监测所布置的所有设备，处理监测数据，提交导水裂隙监测成果。/n