【技术实现步骤摘要】
一种煤矿采空区水运移存储模拟试验综合监测系统与方法
[0001]本专利技术涉及煤矿安全监测
,更具体的说是涉及一种煤矿采空区水运移存储模拟试验综合监测系统与方法
。
技术介绍
[0002]近些年来,煤矿透水事故频繁发生,造成了严重的人员伤亡和经济损失,严重威胁着煤矿的安全生产,因此亟待研究煤层水的赋存特征及运移规律,进而实现地下水的有效治理和利用
。
在煤层中,水运移的主要通道是裂隙,当裂隙扩展到一定程度,水的流动会从层流变为紊流,若附近赋存含水层,就会发生涌流,造成透水事故发生
。
为了煤矿采空区工作人员的安全保障及地下水资源的保护利用,需要对水体运移路径以及存储状况进行实时监测
。
[0003]目前,采用电法
、
分布式光纤和红外光用于含水率
、
渗漏和水体运移监测的相关专利如下:
[0004]中国专利
201910864851.3
专利技术了光纤分布式环境湿度传感器,实现了长距离
、
连续分布测量的问题
。
该专利技术主要用于实际工程中空间湿度监测,空间分辨率低,不能够用于模拟试验中煤层采空区的含水率湿度的监测
。
[0005]中国专利
201911007529.5
专利技术了一种拖曳式的水底地质电法探测系统和方法
。
该专利技术的探测系统包括,水下电缆线
、
水下电极
、
水压测量传 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种煤矿采空区水运移存储模拟试验综合监测系统,其特征在于,包括:模型构建模块,建立煤矿采空区水运移存储模型;光纤数据采集模块,设置于所述煤矿采空区水运移存储模型内部底层,通过分布式光纤获取所述煤矿采空区水运移存储模型的含水率与温度变化数据;红外数据采集模块,设置于所述煤矿采空区水运移存储模型内部采空区表面,通过红外摄像装置实时监测所述煤矿采空区水运移存储模型的水体和模型材料的温度差异数据;电法数据采集模块,设置于所述煤矿采空区水运移存储模型两侧,通过高密度电法根据施加电场作用下传导电流的分布规律,利用反演成像方法推断探测水体目标区域电阻率分布,根据所述电阻率分布,确定煤矿采空区水运移存储模型当前区域湿度情况,并圈定电阻率等值线,以所述电阻率等值线为界线划分煤矿采空区水运移重点区域,通过跨孔电阻率
CT
法对所述重点区域进行采空区水流估算,获取地下水水量数据;监控模块,根据所述含水率与温度变化数据
、
所述水体和模型材料的温度差异数据
、
所述地下水水量数据,对所述煤矿采空区水运移存储模型中水体运移存储情况进行监控
。2.
根据权利要求1所述的一种煤矿采空区水运移存储模拟试验综合监测系统,其特征在于,所述光纤数据采集模块具体包括:电源加热模块
(1)、
传感器
(2)、
温度解耦设备
(3)、
数据处理系统
(4)、
光纤
(5)
,所述传感器
(2)
设置于所述煤矿采空区水运移存储模型底端;所述电源加热模块
(1)
与光纤
(5)
的外包层连接,在测量所述含水率变化数据时,所述电源加热模块
(1)
对所述光纤
(5)
的外包层进行通电加热固定时间;所述温度解耦设备
(3)
对所述光纤
(5)
的外包层加热时
、
关闭所述电源加热模块
(1)
所述光纤
(5)
的外包层降温时的温度变化参数进行采集,信号传输至所述数据处理系统
(4)。3.
根据权利要求2所述的一种煤矿采空区水运移存储模拟试验综合监测系统,其特征在于,所述光纤
(5)
的外包层为碳纤维
。4.
根据权利要求2所述的一种煤矿采空区水运移存储模拟试验综合监测系统,其特征在于,所述传感器呈网格状设置于所述煤矿采空区水运移存储模型底端
。5.
根据权利要求1所述的一种煤矿采空区水运移存储模拟试验综合监测系统,其特征在于,所述红外数据采集模块在所述煤矿采空区水运移...
【专利技术属性】
技术研发人员:顾大钊,王静,张勇,王汉鹏,曹志国,张凯,王正方,
申请(专利权)人:山东大学北京低碳清洁能源研究院,
类型:发明
国别省市:
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