一種煤巖體地應力分布特征探測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種煤巖體地應力分布特征探測裝置，尤其一種適用于探測煤礦井下巷道周圍或工作面前方地應力的分布特征的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國煤礦開采深度的增加，煤層和圍巖的沖擊傾向性增強，在井巷或工作面的高地應力區(qū)域極易發(fā)生沖擊地壓災害，而且容易誘使具有突出危險性的煤層發(fā)生煤與瓦斯突出，這給煤礦安全生產(chǎn)和廣大煤礦職工的生命安全造成了極大的威脅。我們知道，井巷或工作面周圍煤巖體的應力分布狀態(tài)與沖擊地壓的發(fā)生有著密切的關系，地應力的峰值越大、距工作面越近，就越易發(fā)生沖擊地壓災害、誘發(fā)煤與瓦斯突出。因此，準確及時地對工作面前方煤巖體內(nèi)的應力分布狀態(tài)進行檢測，確定應力集中區(qū)域，對預測瓦斯突出危險性、防治沖擊地壓災害有重要意義。目前國內(nèi)外對地應力的測試一般是點預測模式，很難進行大規(guī)模的測試，更難對煤巖體內(nèi)的應力分布特征進行區(qū)域性探測，而本實用新型就此提出了一種簡單可行的探測方法。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]技術問題:本實用新型的目的是解決目前地應力測試技術中，對巷道或采掘工作面的圍巖應力分布特征的探測單次范圍小，要實現(xiàn)區(qū)域性大規(guī)模探測需要多次進行，費力、費時的問題，提供一種操作簡便，可以一次性完成圍巖應力分布特征區(qū)域性探測的方法及
目.ο
[0004]技術方案:本實用新型的煤巖體地應力分布特征探測裝置，包括信號收發(fā)控制主機、發(fā)射換能器、接收換能器、硬質管筒和電纜；所述的信號收發(fā)控制主機由信號發(fā)射機、信號接收機和信號處理系統(tǒng)組成，所述的信號發(fā)射機通過電纜與設在一根硬質管筒內(nèi)的多個發(fā)射換能器聯(lián)接，持續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)生電脈沖信號，所述的信號接收機則通過電纜與設在另一根硬質管筒內(nèi)的多個接收換能器聯(lián)接，將采集到的電脈沖信號傳送給信號處理系統(tǒng)。
[0005]所述的一根硬質管筒內(nèi)每隔距離L2為0.5m?Im安設一個發(fā)射換能器，另一根硬質管筒內(nèi)每隔距離L2為0.5m?Im安設一個接收換能器。
[0006]所述設在一根硬質管筒內(nèi)的多個發(fā)射換能器通過電纜串聯(lián)起來，將電脈沖信號轉換成超聲波信號。
[0007]所述設在另一根硬質管筒內(nèi)的多個接收換能器通過電纜串聯(lián)起來，將接收到的超聲波轉換成電脈沖信號。
[0008]有益效果:由于采用了上述技術方案，本實用新型根據(jù)聲波的振幅、頻譜和巖石的結構及應力狀態(tài)存在一定的對應關系，隨著煤巖體的破碎程度增加、結構松軟、應力降低，聲波會相應產(chǎn)生波速降低、振幅減小的變化?？梢詫飮鷰r或工作面前方煤巖層的地應力分布特征進行區(qū)域性探測，明確地應力峰值所在位置，進而在煤礦井下進行采掘作業(yè)時，能避開地應力集中區(qū)域或及時采取預防措施，對預防井下沖擊地壓的發(fā)生和采掘工作面的煤與瓦斯突出危險性預測有著重要意義。與現(xiàn)有同類技術相比，能對井巷圍巖應力或工作面前方的地應力分布特征，可以一次性完成大規(guī)模、區(qū)域性探測，省時省力、高效快速。其方法簡便，易操作，所采用的裝置簡單，使用效果好，在本技術領域內(nèi)具有廣泛的實用性。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0010]圖中:1_信號收發(fā)控制主機，2-發(fā)射換能器，3-接收換能器，4-硬質管筒，5-電纜。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步的描述:
[0012]如圖1所示，本實用新型的煤巖體地應力分布特征探測裝置，包括信號收發(fā)控制主機1、發(fā)射換能器2、接收換能器3、硬質管筒4和電纜5 ;所述的信號收發(fā)控制主機I由信號發(fā)射機、信號接收機和信號處理系統(tǒng)組成，所述的信號發(fā)射機通過電纜5與設在一根硬質管筒4內(nèi)的多個發(fā)射換能器2聯(lián)接，持續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)生電脈沖信號，所述的一根硬質管筒4內(nèi)每隔距離L2為0.5m?Im安設一個發(fā)射換能器2，設在一根硬質管筒4內(nèi)的多個發(fā)射換能器2通過電纜5串聯(lián)起來，將電脈沖信號轉換成超聲波信號。所述的信號接收機則通過電纜5與設在另一根硬質管筒4內(nèi)的多個接收換能器3聯(lián)接，將采集到的電脈沖信號傳送給信號處理系統(tǒng)。所述另一根硬質管筒4內(nèi)每隔距離L2為0.5m?Im安設一個接收換能器3。設在另一根硬質管筒4內(nèi)的多個接收換能器3通過電纜5串聯(lián)起來，將接收到的超聲波轉換成電脈沖信號。
【主權項】
1.一種煤巖體地應力分布特征探測裝置，包括信號收發(fā)控制主機(I)、發(fā)射換能器(2)、接收換能器(3)、硬質管筒(4)和電纜(5);其特征在于:所述的信號收發(fā)控制主機(I)由信號發(fā)射機、信號接收機和信號處理系統(tǒng)組成，所述的信號發(fā)射機通過電纜(5)與設在一根硬質管筒(4)內(nèi)的多個發(fā)射換能器(2)聯(lián)接，持續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)生電脈沖信號，所述的信號接收機則通過電纜(5)與設在另一根硬質管筒(4)內(nèi)的多個接收換能器(3)聯(lián)接，將采集到的電脈沖信號傳送給信號處理系統(tǒng)。2.根據(jù)權利要求1所述的煤巖體地應力分布特征探測裝置，其特征在于:所述的一根硬質管筒(4)內(nèi)每隔距離L2為0.5m~lm安設一個發(fā)射換能器(2)，另一根硬質管筒(4)內(nèi)每隔距離L2為0.5m~lm安設一個接收換能器(3)。3.根據(jù)權利要求1所述的煤巖體地應力分布特征探測裝置，其特征在于:所述設在一根硬質管筒(4)內(nèi)的多個發(fā)射換能器(2)通過電纜(5)串聯(lián)起來，將電脈沖信號轉換成超聲波信號。4.根據(jù)權利要求1所述的煤巖體地應力分布特征探測裝置，其特征在于:所述設在另一根硬質管筒(4)內(nèi)的多個接收換能器(3)通過電纜(5)串聯(lián)起來，將接收到的超聲波轉換成電脈沖信號。
【專利摘要】一種煤巖體地應力分布特征探測裝置，在井下待測試點向煤巖層中施工兩個等長且平行的鉆孔，在一鉆孔中間隔距離設置多個發(fā)射換能器，在另一個鉆孔中間隔距離設置多個接收換能器，通過發(fā)射換能器轉換成超聲波，超聲波將以煤巖體為介質傳播給與其相對應的接收換能器，接收換能器將接收到的超聲波轉換成電脈沖，并通過電纜傳輸回信號收發(fā)控制主機中的信號接收機；對井巷圍巖或工作面前方煤巖層內(nèi)的地應力分布特征進行區(qū)域性探測，明確地應力峰值所在位置，采掘作業(yè)時，可避開地應力集中區(qū)域或及時采取預防措施，對預防井下沖擊地壓的發(fā)生和采掘工作面的煤與瓦斯突出危險性預測有著重要意義，可一次性完成大規(guī)模、區(qū)域性地應力分布探測。
【IPC分類】E21B47/00, E21B49/00
【公開號】CN204646224
【申請?zhí)枴緾N201520342375
【發(fā)明人】楊威, 王彥凱, 茅獻彪, 王東飛, 王偉林, 林柏泉, 喬時和
【申請人】山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司, 中國礦業(yè)大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月25日