【技术实现步骤摘要】
本申请涉及煤岩体地应力监测，尤其涉及一种采动应力监测装置及方法。
技术介绍
1、"冲击地压"是指在井巷或工作面周围的岩体中，由于弹性变形能瞬间释放导致突然而剧烈的破坏现象。这种现象通常伴随着煤岩体的抛出、巨大的噪音和气浪等表现，是典型的煤矿动力灾害。在冲击地压煤层中，煤的结构和力学性质是影响冲击地压发生的关键因素。而煤岩体中的地应力则是引发冲击地压现象的根本动力。因此，对采动应力进行在线监测成为重要的预警手段。目前，在采动应力监测中，最常见的设备包括空心包体应变计和充液膨胀枕式钻孔应力计。
2、然而，在实际监测中，空心包体应变计存在着成本高、施工周期长、难以在煤层中进行套芯解除以及无法长期实时监测等问题。而在采用充液膨胀枕式应力计监测采动应力时，首先需要在测量点施工一钻孔，将应力计完全塞入钻孔内部，直接在应力计上涂抹胶水或者在浇筑树脂，固结后将应力计与钻孔孔壁固定。但这种直接使用胶水或树脂粘结应力计的方法，在后续对应力计进行清理的时候很容易对应力计造成损坏，并且，如果钻孔的煤层偏软，钻孔若坍塌，则很可能对应力计造成压损或使得应力计卡住无法回收，导致成本高昂。
技术实现思路
1、本申请提供了采动应力监测装置及方法，能够使得应力计方便回收以及不易被倒塌煤层损坏。
2、第一方面，本申请的实施例提供了采动应力监测装置，包括：
3、应力计；
4、防护套，具有安装槽，用于安装所述应力计，所述防护套的侧壁形成有容纳空间，用于容纳成型液，成型液经过预
5、进料管，连接在所述防护套上，与所述容纳空间连通；
6、当向所述容纳空间中灌注成型液时，能够使所述防护套膨胀；膨胀状态下，所述防护套的内壁面贴合于应力计，所述防护套的外壁面贴合于待监测的钻孔孔壁。
7、在本申请的实施例提供的采动应力监测装置中，还包括内套，可拆卸地连接在所述安装槽中，所述应力计安装在所述内套中。
8、在本申请的实施例提供的采动应力监测装置中，所述内套包括套筒和端盖檐，所述端盖檐与所述套筒连接，所述端盖檐安装于所述防护套的端部，所述套筒安装于所述安装槽中，所述进料管插接在所述端盖檐上，并且与所述防护套上开设的进料口对应，所述端盖檐上还插接有出气管，并且与所述防护套上开设的出气口对应。
9、在本申请的实施例提供的采动应力监测装置中，还包括：
10、驱动组件，设置在所述端盖檐上，所述驱动组件能够驱动所述防护套以自身的中心轴对所述端盖檐转动；
11、测距传感器，设置在所述出气管上方，用于监测所述防护套内的成型液灌注高度；
12、压壳，连接在所述防护套的外侧壁，所述压壳设有第一补料孔；
13、压力阀门组件，设置在所述压壳中，并且与所述防护套外侧壁连接，所述防护套外侧壁设有第二补料孔，所述压力阀门组件与所述第二补料孔耦合，并且被配置为在所述防护套的容纳空间达到预定压力时，将第二补料孔打开，在所述防护套的容纳空间低于预定压力时，将第二补料孔关闭；
14、支撑脚组件，连接在所述端盖檐上；
15、所述进料口包括两个；
16、其中，所述监测装置被配置为，在将所述监测装置放置到钻孔的底部后，向防护套内灌注成型液，当所述测距传感器监测到成型液的液面高度到达设定位置后，控制所述支撑脚组件撑开并且固定于钻孔孔壁，控制所述驱动组件驱动所述防护套转动，使得所述进料管与所述出气管错开原位置，向所述防护套继续灌注成型液，达到预定压力后，成型液持续地从所述第二补料孔和所述第一补料孔中溢出并且填满钻孔孔壁与所述防护套之间的间隙，控制所述驱动组件驱动所述防护套以及所述压壳持续旋转预定时间后停止。
17、在本申请的实施例提供的采动应力监测装置中，还包括再次向所述防护套继续补注成型液，达到预定压力后，成型液持续地从所述第二补料孔和所述第一补料孔中溢出并且补满钻孔孔壁与所述防护套之间的间隙，控制所述驱动组件驱动所述防护套以及所述压壳持续旋转预定时间后停止。
18、在本申请的实施例提供的采动应力监测装置中，所述驱动组件包括驱动电机、驱动齿轮、驱动齿环，所述驱动电机连接在所述端盖檐上，所述驱动齿轮连接于所述驱动电机的驱动端，所述驱动齿环连接于所述防护套的外侧壁，并且所述驱动齿环朝径向延伸，使得所述驱动齿环紧贴钻孔孔壁，所述驱动齿环与所述驱动齿轮啮合。
19、在本申请的实施例提供的采动应力监测装置中，所述支撑脚组件包括至少两个间隔设置在所述内套上的支撑构件，所述支撑构件包括支撑气缸、支臂、连接头、支架、抵接件，所述支撑气缸连接在所述内套上，所述连接头连接在所述支撑气缸的驱动部的一端，所述支臂的一端转动连接在所述连接头上，所述支架间隔于所述支撑气缸设置在所述内套上，所述支臂搭接在所述支架上，且所述支臂可相对所述支架转动，所述抵接件连接在所述支臂相对的另一端；其中，所述支撑气缸能够驱动所述支臂在放置位置和抵接位置上转换，当所述支臂处于抵接位置时，所述支臂撑起，所述支臂以所述连接头为旋转轴，以所述支架为支点，所述连接头下降，使得所述支臂相对远离所述连接头的一端抬起并且超出所述防护套的范围，继而抵接至钻孔孔壁上。
20、在本申请的实施例提供的采动应力监测装置中，所述支撑气缸可拆卸地连接在所述套筒内壁，所述支架设置在所述端盖檐上，所述支撑气缸的伸缩方向与所述套筒的轴相同，当应力计连接在所述套筒内时，所述支撑气缸恰好抵接于所述应力计。
21、在本申请的实施例提供的采动应力监测装置中，所述压力阀门组件包括堵塞件、基板、以及多个弹性件、所述堵塞件的形状与所述第二补料孔的形状以及位置对应，所述堵塞件连接在所述基板上，所述弹性件连接在所述基板上，并且与所述防护套外侧壁连接，在所述防护套的内部压力未达到预定压力时，所述弹性件能够将所述堵塞件堵塞在所述第二补料孔中，在所述防护套的内部压力达到预定压力时，所述堵塞件与所述第二补料孔分离。
22、第二方面，本申请还提供一种采动应力监测方法，使用上述的采动应力监测装置；所述监测方法包括如下步骤：
23、先将将应力计固定安装在防护套的安装槽内，将安装有应力计的防护套置于待监测钻孔的指定深度位置；
24、利用泵将成型液泵入防护套的容纳空间中，使防护套变成膨胀状态；
25、停止输送成型液，在成型液凝结后，进行应力监测。
26、在本申请的实施例提供的采动应力监测方法中，当煤层属于硬煤层或极硬煤层时，成型液选择环氧树脂，固化时间为5-8h，泵送压力为0.41-0.55mpa；
27、当煤层属于中硬煤层或软煤层时，成型液选择液体硅胶，固化时间为24h，泵送压力为0.41-0.55mpa。
28、在本申请的实施例提供的采动应力监测方法中，将安装有应力计的防护套置于待监测钻孔的指定深度位置后，使用鼓风机对钻孔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采动应力监测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的采动应力监测装置，其特征在于，还包括内套，可拆卸地连接在所述安装槽中，所述应力计安装在所述内套中。
3.根据权利要求2所述的采动应力监测装置，其特征在于，所述内套包括套筒和端盖檐，所述端盖檐与所述套筒连接，所述端盖檐安装于所述防护套的端部，所述套筒安装于所述安装槽中，所述进料管插接在所述端盖檐上，并且与所述防护套上开设的进料口对应，所述端盖檐上还插接有出气管，并且与所述防护套上开设的出气口对应。
4.根据权利要求3所述的采动应力监测装置，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的采动应力监测装置，其特征在于，还包括再次向所述防护套继续补注成型液，达到预定压力后，成型液持续地从所述第二补料孔和所述第一补料孔中溢出并且补满钻孔孔壁与所述防护套之间的间隙，控制所述驱动组件驱动所述防护套以及所述压壳持续旋转预定时间后停止。
6.根据权利要求4所述的采动应力监测装置，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机、驱动齿轮、驱动齿环，所述驱动电机连接在所述端盖檐上，所
7.根据权利要求4所述的采动应力监测装置，其特征在于，所述支撑脚组件包括至少两个间隔设置在所述内套上的支撑构件，所述支撑构件包括支撑气缸、支臂、连接头、支架、抵接件，所述支撑气缸连接在所述内套上，所述连接头连接在所述支撑气缸的驱动部的一端，所述支臂的一端转动连接在所述连接头上，所述支架间隔于所述支撑气缸设置在所述内套上，所述支臂搭接在所述支架上，且所述支臂可相对所述支架转动，所述抵接件连接在所述支臂相对的另一端；其中，所述支撑气缸能够驱动所述支臂在放置位置和抵接位置上转换，当所述支臂处于抵接位置时，所述支臂撑起，所述支臂以所述连接头为旋转轴，以所述支架为支点，所述连接头下降，使得所述支臂相对远离所述连接头的一端抬起并且超出所述防护套的范围，继而抵接至钻孔孔壁上。
8.根据权利要求7所述的采动应力监测装置，其特征在于，所述支撑气缸可拆卸地连接在所述套筒内壁，所述支架设置在所述端盖檐上，所述支撑气缸的伸缩方向与所述套筒的轴相同，当应力计连接在所述套筒内时，所述支撑气缸恰好抵接于所述应力计。
9.根据权利要求4所述的采动应力监测装置，其特征在于，所述压力阀门组件包括堵塞件、基板、以及多个弹性件、所述堵塞件的形状与所述第二补料孔的形状以及位置对应，所述堵塞件连接在所述基板上，所述弹性件连接在所述基板上，并且与所述防护套外侧壁连接，在所述防护套的内部压力未达到预定压力时，所述弹性件能够将所述堵塞件堵塞在所述第二补料孔中，在所述防护套的内部压力达到预定压力时，所述堵塞件与所述第二补料孔分离。
10.一种采动应力监测方法，其特征在于，使用权利要求1至9任一项所述的采动应力监测装置；所述监测方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种采动应力监测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的采动应力监测装置，其特征在于，还包括内套，可拆卸地连接在所述安装槽中，所述应力计安装在所述内套中。
3.根据权利要求2所述的采动应力监测装置，其特征在于，所述内套包括套筒和端盖檐，所述端盖檐与所述套筒连接，所述端盖檐安装于所述防护套的端部，所述套筒安装于所述安装槽中，所述进料管插接在所述端盖檐上，并且与所述防护套上开设的进料口对应，所述端盖檐上还插接有出气管，并且与所述防护套上开设的出气口对应。
4.根据权利要求3所述的采动应力监测装置，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的采动应力监测装置，其特征在于，还包括再次向所述防护套继续补注成型液，达到预定压力后，成型液持续地从所述第二补料孔和所述第一补料孔中溢出并且补满钻孔孔壁与所述防护套之间的间隙，控制所述驱动组件驱动所述防护套以及所述压壳持续旋转预定时间后停止。
6.根据权利要求4所述的采动应力监测装置，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机、驱动齿轮、驱动齿环，所述驱动电机连接在所述端盖檐上，所述驱动齿轮连接于所述驱动电机的驱动端，所述驱动齿环连接于所述防护套的外侧壁，并且所述驱动齿环朝径向延伸，使得所述驱动齿环紧贴钻孔孔壁，所述驱动齿环与所述驱动齿轮啮合。
7.根据权利要求4所述的采动应力监测装置，其特征在于，所述支撑脚组件包括至少两个间隔设置在所述内套上的支撑构件，所述支撑构件包括支撑气缸、支...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙，王永忠，张田录，贺虎，柴发英，张玉生，蔡武，李许伟，门征兵，
申请(专利权)人：窑街煤电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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