CN101832151A - 一种矿井突水灾害预警监测的组合传感器的埋设方法 - Google Patents

一种矿井突水灾害预警监测的组合传感器的埋设方法 Download PDF

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冯宏
靳德武
张小鸣
庞西歧
吴海
刘英锋
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Abstract

本发明具体涉及一种矿井突水灾害预警监测的组合传感器的埋设方法。矿井水害时刻威胁采矿工人的生命安全，也是井工采矿业的一个难题，多年来我们矿井水害防治的研究人员做了大量的研究实践工作，总结出预防突水的技术。本发明在同一钻窝内的两个或者三个钻孔的底部铺垫石英砂并捣实后，送入水化学、水压及温度传感器，然后再其上部填入若干厚度的中粗砂，最后再填入若干厚度的胶泥并捣实；再向钻孔内注入水泥浆，然后再将应力传感器放置水泥浆中；将应变传感器再放置在应力传感器的上部并再注入水泥浆。本发明采用了一孔置入多个不同类型的传感器的埋设方法，使得监测矿井突水的方法实用、低成本、高效，有较强的创新性。

Description

一种矿井突水灾害预警监测的组合传感器的埋设方法
技术领域
本发明涉及地下井工采矿领域，具体涉及一种矿井突水灾害预警监测的组合传感器的埋设方法。
背景技术
矿井水害时刻威胁采矿工人的生命安全，也是井工采矿业的一个难题。多年来我们矿井水害防治的研究人员做了大量的研究实践工作，总结出预防突水的技术。如通常采用的疏干或抽排卸压技术，是通过钻孔将承压水排放出来，使水压达到可控制的程度，消除采掘过程中发生透水事故的可能。但在大水矿区，无法通过正常的排放办法达到安全采掘的要求，又形成了带压开采技术，这对矿井水害防治研究人员提出一个预测水压力、预警突水的新问题。这一技术是通过在隔水地层中打水文监测孔，将水温、水压、应力、应变传感器放入监测孔内，在采掘过程中对这一保护地层的应力和水压的变化进行监测，并根据变化情况做出实时预报，为承压水突破保护地层的危险性评价提供测试数据，从而有效地防止透水事故，但此前由于大都采用单一的技术手段，综合监测效果不好，同时也增加人员和预测工程成本。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种一个或多个不同类型的传感器，根据设计要求将不同类型的传感器有序的放置在同一突水钻孔内的传感器埋设方法。
为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案：
本发明的特殊之处在于：所述的方法通过以下步骤实现：
(1)、在同一钻窝内的两个或者三个钻孔的底部铺垫石英砂并捣实后，送入水化学、水压及温度传感器，然后再其上部填入若干厚度的中粗砂，最后再填入若干厚度的胶泥并捣实；
(2)再向钻孔内注入水泥浆，然后再将应力传感器放置水泥浆中；
(3)将应变传感器再放置在应力传感器的上部并再注入水泥浆。
上述的步骤(1)在同一钻窝内的的两个钻孔的底部铺垫石英砂并捣实后，其中一个钻孔内放置水化学、水压及温度传感器然后再其上部填入若干厚度的中粗砂，再注入水泥浆；另一个钻孔内注入水泥浆，然后再将应力传感器放置水泥浆中，最后将应变传感器再放置在应力传感器的上部并再注入水泥浆。
上述的水泥浆的水、水泥、沙子的配比为1∶1∶1。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明采用了一孔置入多个不同类型的传感器的埋设方法，使得监测矿井突水的方法实用、低成本、高效，有较强的创新性。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明。
本发明通过以下步骤实现：
(1)、在同一钻窝内的两个或者三个钻孔的底部铺垫石英砂并捣实后，送入水化学、水压及温度传感器，然后再其上部填入若干厚度的中粗砂，最后再填入若干厚度的胶泥并捣实；
(2)再向钻孔内注入水泥浆，然后再将应力传感器放置水泥浆中；
(3)将应变传感器再放置在应力传感器的上部并再注入水泥浆。
步骤(1)也可采用在同一钻窝内的的两个钻孔的底部铺垫石英砂并捣实后，其中一个钻孔内放置水化学、水压及温度传感器然后再其上部填入若干厚度的中粗砂，再注入水泥浆；另一个钻孔内注入水泥浆，然后再将应力传感器放置水泥浆中，最后将应变传感器再放置在应力传感器的上部并再注入水泥浆。
水泥浆的水、水泥、沙子的配比为1∶1∶1。
传感器的组合：不同类型的传感器组合是指水化学传感器、水压传感器、温度传感器、应力传感器和应变传感器，其中将水化学传感器、水压传感器和温度传感器经改装为一体水化学、水压及温度传感器，而应力传感器和应变传感器均为三分量传感器；放置的顺序至孔底起依次是水化学、水压及温度传感器、应力传感器和应变传感器。实现首先对保护地层中承压水导高预警，水压的变化及通过水温和水化学传感器的测试推测水源地，通过后几级应力、应变传感器测量承压水对保护层的破坏过程及强度。也可以在同一钻窝内将水压及温度传感器放入一监测孔内埋设；将应力、应变传感器放入另一监测孔内埋设。
埋设方法：在放置传感器前，先在监测孔底部铺垫20公分厚度的石英砂；将水压-温度传感器放入孔内；向孔内填入40公分厚的中粗砂，要求中粗砂超过水压-温度传感器顶部15公分将其覆盖；向孔内填入40公分厚度的胶泥，然后使用探杆将表面轻轻捣实，以防治上部的水泥浆渗透到下面；向孔底注入40公分的水泥浆，然后将应力传感器***水泥浆中；将应变传感器放置在应力传感器的手把上部，调整好三轴应力-应变方向，用注浆管向孔内注入水泥浆，使水泥浆置换出钻孔中的水分，使应力、应变传感器周围的水泥浆凝固。也可以将水压及温度传感器和压力、应变传感器分别埋入同一钻窝内的两个监测孔内，埋设方法可以参考上述组合埋设方法。应注意在放置应力、应变传感器时，要调整好方向和角度并使用专用工具放置设计位置，所述的铺垫材料和密实的胶泥，也可以用黄砂和黄泥代用，但效果不如石英砂、中粗砂、胶泥好，其透水性和密封性差。

Claims (3)

1.一种矿井突水灾害预警监测的组合传感器的埋设方法，其特征在于：所述的方法通过以下步骤实现：
(1)、在同一钻窝内的两个或者三个钻孔的底部铺垫石英砂并捣实后，送入水化学、水压及温度传感器，然后再其上部填入若干厚度的中粗砂，最后再填入若干厚度的胶泥并捣实；
(2)再向钻孔内注入水泥浆，然后再将应力传感器放置水泥浆中；
(3)将应变传感器再放置在应力传感器的上部并再注入水泥浆。
2.根据权利要求1所述的一种矿井突水灾害预警监测的组合传感器的埋设方法，其特征在于：所述的步骤(1)在同一钻窝内的的两个钻孔的底部铺垫石英砂并捣实后，其中一个钻孔内放置水化学、水压及温度传感器然后再其上部填入若干厚度的中粗砂，再注入水泥浆；另一个钻孔内注入水泥浆，然后再将应力传感器放置水泥浆中，最后将应变传感器再放置在应力传感器的上部并再注入水泥浆。
3.根据权利要求1或2所述的一种矿井突水灾害预警监测的组合传感器的埋设方法，其特征在于：所述的水泥浆的水、水泥、沙子的配比为1∶1∶1。
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