【技术实现步骤摘要】
一种采空区料浆充填自动监测装置及方法
[0001]本专利技术属于煤矿
，涉及一种采空区料浆充填自动监测装置及方法。
技术介绍
[0002]随采随充生态开采方法，解决了煤矿高强度开采带来的生态环境破坏和采充接替矛盾的问题，实现了煤矿高效开采工作面的低成本、及时充填。该方法在待回采的综采工作面煤层上方的直接顶岩层中进行地面水平孔定向钻进或井下水平孔定向钻进，在直接顶岩层形成沿综采工作面走向延伸的水平定向长钻孔，向水平定向长钻孔中下入充填套管，形成充填料浆的充注通道，在工作面回采过程中，直接顶岩层随采随垮落，通过充注通道向采空区注入充填料浆，直至完成整个综采工作面作业。充填料浆主要以矸石、粉煤灰等固废为主料，将固废处理后混合制备成充填料浆注入采空区，在充填过程中，需要实时监控采空区料浆的充填效果，避免料浆填充不到位或填充过多，通常采用在液压支架后方设置视频监测系统，但是视频监测主要采用人员值班主观判断，效率较低，且由于采空区环境限制，在黑暗且较大粉尘的条件下，现场视频往往不能很好地判断料浆填充效果，监测效果较差，因此，亟需一...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采空区料浆充填自动监测装置，其特征在于，包括充填分站、监测分站和井下总控制端；各充填分站分别布置于各充填套管下方的采空区，监测分站设在相邻两个充填分站之间的中间位置；充填分站和监测分站的数据均通过无线传输到井下总控制端进行集中监测。2.如权利要求1所述的采空区料浆充填自动监测装置，其特征在于，所述充填分站和监测分站均包括解调主机、储缆绞车和分布式传感光缆，解调主机设在采空区液压支架操作平台上并能实时监测采空区分布式传感光缆数据，储缆绞车能存储及收放分布式传感光缆，分布式传感光缆一端与解调主机相连，另一端通过锚定短节固定在采空区后方的预留煤柱处；随着采煤工作面向前推进，分布式传感光缆通过储缆绞车被动放缆，布设于待充填采空区，并自动完成分布式传感光缆预拉应变调节，通过解调主机实时监测分布式传感光缆采集的数据。3.如权利要求2所述的采空区料浆充填自动监测装置，其特征在于，所述储缆绞车旁设有上滑轮和下滑轮；分布式传感光缆通过上滑轮和下滑轮进行导向；上滑轮位于储缆绞车后部上方，并吊装在液压支架顶板处；上滑轮包括液压马达、光缆夹紧件，光缆夹紧件与储缆绞车的出缆控制系统协同操作，使光缆能始终保持拉直状态，防止松缆；下滑轮位于上滑轮后部下方，并安装在采空区液压支架挡板上，使光缆保持水平方向，光缆通过挡板通孔伸入采空区；储缆绞车包括储缆盘、排缆器、出缆控制系统；当液压支架带动储缆绞车向前推进时，储缆绞车以预定张力被动放缆，当出缆控制系统监测到放缆张力超过阈值时报警，液压支架减慢前进速度。4.如权利要求2所述的采空区料浆充填自动监测装置，其特征在于，所述分布式传感光缆采用铠装测井光缆，保证在光缆布设过程中不会被拉断或被料浆和垮落顶板压断。5.如权利要求4所述的采空区料浆充填自动监测装置，其特征在于，所述锚定短节包括连接接头、锁闩、锚抓；锚定短节与分布式传感光缆铠装钢丝通过连接接头锁死，工作面开采前，首先将锚定短节埋设于预留煤柱指定高度，释放锁闩解锁，锁闩内部安装有压缩弹簧，弹簧将尾端锚抓推出，锚抓自动伸展开，支撑于煤柱内壁，将分布式传感光缆一端锁死固定于煤柱。6.如权利要求2所述的采空区料浆充填自动监测装置，其特征在于，所述解调主机包括光源模块、光电转换模块、数据采集模块、数据处理模块、显示模块和无线传输模块；光源模块发射激光光源，通过传输光缆送至分布式传感光缆，将分布式传感光缆返回的光信号，通过分布式回波反射采集光回波，光电转换后识别出光缆不同区段的温度、应变信息。7.一种采空区料浆充填自动监测方法，其特征在于，通过权利要求2所述的采空区料浆充填自动监测装置实现，包括以下步骤：步骤1，设置各充填分站和监测分站：将各充填分站分别布置于各充填套管下方的采空区，监测分站设在相邻两个充填分站之间的中间位置；步骤2，布设分布式传感光缆：将分布式传感光缆一端固定于预留煤柱，通过储缆绞车收放分布式传感光缆并使分布式传感光缆保持水平拉直状态布设于采空区；步骤3，对分布式传感光缆进行预拉伸：由于初始状态的光缆只能进行拉伸变形的监测，而不能进行收敛变形的监测，因此在布设光缆后对其进行预拉伸使其具有预应变，光缆
预拉伸调节长度为其中，ε0为预先设定的光缆的预应变值，为每条光缆上每个采样点的拉伸/压缩应变所求取的平均应变值；光缆预拉伸调节长度Δy反馈给储缆绞车进行分布式传感光缆预拉应变调节；步骤4，监测分布式传感光缆应变及温度对应变监测...
【专利技术属性】
技术研发人员：丛琳，王海军，王云宏，崔伟雄，鲁晶津，王盼，袁博，陈崇枫，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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