专利名称：采煤工作面导水裂隙带高度探测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采煤工作面导水裂隙带探测装置，通过在采煤工作面前方不同距离布置微震探头，监测工作面前方及后方的顶板破坏情况及位置，从而实现探测工作面导水裂隙带高度的目的。
背景技术：
煤层开采后引起采场围岩的变形破坏而产生裂隙，而采动裂隙则是煤矿一系列灾害的根源。对于在含水层下开采的工作面而言，一旦导水裂隙带波及到含水层，即形成突水通道，给工作面带来极大的危险。因此确定工作面导水裂隙带的高度，不仅能够确保水体下采煤的生产安全，而且对于掌握煤层群开采时覆岩移动、破坏规律有着重要作用，另外对于提高煤柱回采、减少煤炭损失也具有重要意义。近年来，随着开采深度的增加，开采强度的加大，采场导水裂隙带的发展高度也呈现不同的变化趋势，对于开采过程中的监测也显得尤为迫切。目前对于导水裂隙带高度的主要探测方法也多种多样，常用的主要有以下两种钻孔冲洗液漏失量观测和彩色钻孔电视观测。钻孔冲洗液漏失量观测是从地面或者井下向采场上方钻探施工，在施工过程中，从钻杆内向钻孔压入冲洗液，在冷却钻头的同时将岩屑排出孔外。在没有岩层破坏的情况下，由钻孔返上的泥浆与泥浆泵泵入钻孔的冲洗液量应该是相等的。但是，在顶板断裂出现裂隙的情况下，部分冲洗液顺着裂隙流失，孔内上返的泥浆则小于泵入的冲洗液量。基于此种关系，冲击液量开始减少的区域即为导水裂隙带高度。该方法主要适用于没有钻孔涌水的岩层，而且钻工施工量较大，而监测的范围只是所施工钻孔附近，对整个采场的覆岩破坏高度缺乏代表性。钻孔电视观测方法主要是从地面向工作面上方岩层进行地质钻孔，并通过钻孔成像设备以照片或视频图像的方式直接提供钻孔壁的系统图像。还有部分设备则应用了数字技术并使之具有形成、显示和处理这些图像的能力，得到的图像不但可以被用于定性识别钻孔内的情况，还可以定量地分析钻孔中的地质现象，比如裂隙的宽度、倾角和产状等，通过孔壁上的裂隙发育情况，判断岩层是是否断裂从而得到导水裂隙带的高度。该方法虽然较前者直观，但是钻孔施工量也较大，尤其是对于深部矿，而且监测范围也有限，另外对于确定采动裂隙时，还受原生裂隙及构造的影响。这两种方法观测施工期较长，观测的结果对于回采过程也存在一定的滞后性。鉴于上述技术中存在的问题，我们有必要设计一种准确性较高的探测工作面导水裂隙带高度的装置，以实现对生产的指导。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种准确性较高的采煤工作面导水裂隙带高度探测装置。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案—种采煤工作面导水裂隙带探测装置，它包括装有微震监测系统软件的主机、采集仪、井下分站和微震探头，该探头设置在工作面回采巷道中，该井下分站通过电缆与该微震探头连接，该主机通过所述采集仪与该井下分站进行数据传输。所述微震探头内的传感器采用压阻式或电容式传感器。所述井下分站上连接的所述微震探头的个数不超过8个本实用新型的有益效果本实用新型所得到的采煤工作面导水裂隙带高度探测装置，用于监测工作面顶板破坏产生的微震事件的井下分站可以连续不间断的记录微震探头的监测数据，同时布置多个微震探头可以实现对工作面前方及后方进行全面的微震事件的监测，通过对各个监测点之间的数据进行关联分析，即可得到工作面上方顶板发生破坏所产生微震事件的位置。

图I为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图I所示，一种采煤工作面导水裂隙带高度探测装置，它包括主机I、采集仪2、井下分站3和微震探头4，微震探头4设置在回采巷道两帮及顶底板上，井下分站3通过电缆与微震探头4的压力传感器连接，主机I通过采集仪2与井下分站3进行数据传输。主机I是用来存储井下分站监测的数据，并将其进行处理，转化成可视的微震事件波形图。主机I包括数据接收装置，数据存储装置和数据处理软件，通过软件处理，可以将微震所监测到的事件显示在屏幕上，结合不同的微震探头距微震事件的不同距离，即可得出微震事件所产生的位置，从而确顶板导水裂隙带的发展高度。采集仪2是用来将井下分站3中监测到的数据转移到主机I。井下分站3 —般放置于工作面前方巷道两帮处，其为井下设置的监测节点，每个井下分站3上最多连接8个微震探头4，其作用是用于记录并存储微震探头监测的数据。井下分站3通过充电干电池进行供电，每块充电干电池可正常使用十天左右。并备有两块充电干电池，可循环使用，从而保障记录数据的连续性可循环使用，从而保障记录数据的连续性。微震探头4是布置在回采巷道两帮及顶底板上锚杆尾部的螺纹段上，根据探头的监测范围，相邻微震探头的间隔为400米至800米。通过电缆传至井下分站3进行保存。微震探头4内的传感器采用压阻式或电容式传感器。采集仪2与井下分站3、主机I之间为有线传输或红外线传输，采集仪2采集井下分站3内的数据，将采集到的数据导入主机I中。微震探头的安装位置根据工作面情况进行布置。其安装方法在布置微震探头的位置安装型号为0 18，长为3. 5m的锚杆，锚杆尾部留出3飞cm的螺纹段，将微震探头顺时针拧在锚杆尾部的螺纹段上，然后用传输电缆将传感器与井下分站连接起来。使用采集仪对井下分站的数据进行采集，然后传入主机内，通过微震监测系统软件进行分析，得到每个微震探头监测到的微震波形图，通过不同微震探头的位置，进而得到工作面顶板中微震事件的分布位置，即导水裂隙带的高度。以上为本实用新型的较佳实施例以及设计图式，上述较佳实施例以及设计图式仅是举例说明，并非用于限制本实用新型的权利范围，凡以均等的技术手段、或为本申请专利范围所涵盖的权利范围而实施 者，均不脱离本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种采煤工作面导水裂隙带高度探测装置，其特征在于它包括装有微震监测系统软件的主机、采集仪、井下分站和微震探头，该微震探头设置在回采巷道两帮及顶底板上，该井下分站通过电缆与该微震探头的传感器连接，该主机通过所述采集仪与该井下分站进行数据传输。
2.根据权利要求I所述的一种采煤工作面导水裂隙带高度探测装置，其特征在于所述微震探头内的传感器采用压阻式或电容式传感器。
3.根据权利要求2所述的一种采煤工作面导水裂隙带高度探测装置，其特征在于所述井下分站上连接的所述微震探头的个数不超过8个。
专利摘要本实用新型公开了一种采煤工作面导水裂隙带高度探测装置，它包括主机、采集仪、井下分站和微震探头，该微震探头设置回采巷道两帮及顶底板中，该井下分站通过电缆与该微震探头的压力传感器连接，该主机通过采集仪与该井下分站进行数据传输。用于探测工作面导水裂隙带高度的井下分站可以连续不间断的记录微震探头的数据变化，同时布置多个微震探头可以实现对工作面前方进行全面的微震事件监测，通过对各个监测点之间的数据进行关联分析，即可得到工作面上方顶板的破坏位置，从而确定导水裂隙带的高度。
文档编号G01V1/40GK202362466SQ20112050643
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者修成智, 冯美华, 刘海滨, 张玉东, 李安洪, 李良兵, 潘俊峰, 王书文, 秦子晗, 蓝航 申请人:天地科技股份有限公司, 山西潞安环保能源开发股份有限公司