【技术实现步骤摘要】
一种用于确定煤体各向异性的三维监测综合方法
[0001]本专利技术涉及一种用于确定煤体各向异性的三维监测综合方法，尤其适用于特厚煤层全局结构分布及空间三维各向异性的精细表征。
技术介绍
[0002]随着矿井开采深度的不断增加，煤层厚度和地应力也随之增大。煤基质的属性精准监测成为深部较厚煤层安全开采的首要前提。煤层属性主要包括煤体变质程度、煤体孔隙率、煤体矿物组分、煤体渗透性等，这些属性参数均与各向异性存在密切关系。比如，煤体变质程度低，基质成熟度相对较低，孔隙率相对较大，形成煤体在孔隙结构、受力方向、渗透率等方面的各向异性。煤体基质的各向异性对煤体瓦斯含量分布及渗流运移同样也会产生一定程度的影响。孔隙结构连通性较差时，容易在煤基质内部形成多个独立的“瓦斯包”，可能会对煤层瓦斯含量及压力测试造成一定程度的影响，同时，各向异性较大的煤体基质在地应力的作用下，采用强化致裂增透措施所引起的裂隙发育、起裂具有很大的方向随机性，很难做到裂隙发育的方向可控。因此，煤体各向异性的确定对于探明煤体资源、瓦斯含量分布及宏观裂隙结构具有重要意义。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于确定煤体各向异性的三维监测综合方法，其特征在于，具体步骤为：A、从岩巷顶板向待测厚煤层钻设多组穿层钻孔组，且各个穿层钻孔组的钻孔角度不同，每个穿层钻孔组均由多个穿层钻孔组成，且同组内各个穿层钻孔的钻孔方向平行；各穿层钻孔组均穿过煤层厚度直至煤层顶部与岩体结合处，然后利用岩心取芯机对各穿层钻孔组处于煤层内不同深度的位置进行取芯，接着将获取的煤芯作好标记并送至样品养护室内进行定期养护；B、利用钻孔窥视仪对各穿层钻孔组取芯位置的钻孔壁依次进行可视化探测，且在取芯位置每移动0.1m，输出一次拍摄的钻孔壁图像，最后通过多次图像集成，获取整个取芯位置的钻孔壁图像，进而识别出钻孔壁上存在的层理、割理结构信息；C、选择一组穿层钻孔组，将超声波发射装置放入该组内其中一个穿层钻孔直至钻孔最深处，所述超声波发射装置上设有多个超声波发射探头，超声波发射探头的数量与该组内其余穿层钻孔的数量相同、且各个超声波发射探头在该穿层钻孔内分别一一对应朝向该组内其余穿层钻孔，该组内其余穿层钻孔分别放入一个超声波接收探头，各个超声波接收探头分别达到各个穿层钻孔的最深处、且各个超声波接收探头均朝向放入超声波发射装置的穿层钻孔；然后对该组内所有穿层钻孔均采用胶囊封孔器封孔，使各个穿层钻孔内在靠近孔口的位置形成胶囊封孔段；所述胶囊封孔器上装有穿过胶囊封孔器的进液管和回液管，进液管一端和回液管一端均设有阀门、且回液管另一端伸入至穿层钻孔的最深处；打开进液管和回液管的阀门，采用注入泵将耦合剂以一定压力通过进液管分别注入各个穿层钻孔内，直至回液管一端流出耦合剂时，关闭回液管的阀门，并持续保压一段时间后停止耦合剂注入，并将进液管的阀门关闭，使各个穿层钻孔内均分成耦合剂充填段、胶囊封孔段和剩余钻孔段；D、开启超声波发射装置，使其各个超声波发射探头同时向该组内其余穿层钻孔发射频率相同的超声波，该组内其余穿层钻孔内各个超声波接收探头分别接收各自对应的超声波发射探头发出的超声波信号，均传递给超声波数据分析仪，超声波数据分析仪对超声波信号衰减信息进行反演，从而得出超声波发射装置所处穿层钻孔与其余各个穿层钻孔间在该深度位置的煤体基质信息；接着将超声波发射装置及各个超声波接收探头在各自穿层钻孔内均向孔口方向移动相同距离，并重复上述超声波发射及接收过程，从而得出超声波发射装置所处穿层钻孔与其余各个穿层钻孔间在当前深度位置的煤体基质信息；如此重复，直至超声波发射装置及各个超声波接收探头在各自穿层钻孔内到达胶囊封孔器时，停止超声波监测过程，进而获得步骤A所取该穿层钻孔组内各个不同深度位置煤芯周围的煤体基质信息；对其余穿层钻孔组依次重复步骤C和D，获得各穿层钻孔组内各个不同深度位置煤芯周围的煤体基质信息；E、将步骤A标记的各穿层钻孔组煤芯分别采用低场核磁共振技术、应力孔渗测试方法及三向纵波测试方法对煤芯的孔隙结构、应力敏感性及渗透率各向异性进行实验...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建国，翟成，李喜员，徐吉钊，孙矩正，余旭，仝艳军，刘厅，高建成，朱薪宇，王峰，徐鹤翔，冯卫峰，赵永伟，
申请(专利权)人：中国矿业大学中国平煤神马能源化工集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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