煤壁支承压力音频检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种煤壁支承压力音频检测方法，先沿工作面前方煤壁或者巷道侧向煤壁内钻出一包含整个支承压力从大到小变化范围的长孔；通过在长孔内设置膨胀音频检测器；向膨胀音频检测器内注压并监测注压压力和音频记录；随着注压的增大，检测器向外膨胀并将孔壁胀裂；记录此点对应的注压压力，此注压压力为该测量点的支承压力，然后泄压，进行下一点的检测；最终根据检测到的支承压力绘出支承压力分布曲线图；与现有技术相比，其可以直接空间方便的获得支承压力的绝对值，具有检测迅速、准确的优点。本发明由国家自然科学基金，编号为51374137项目研究完成。
【专利说明】煤壁支承压力音频检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤壁支承压力音频检测方法。
【背景技术】
[0002]支承压力是矿山压力的重要组成部分，是影响工作面以及巷道稳定的重要因素，掌握支承压力分布规律，包括分布范围、高峰位置、低压力区范围等重要特征参数，是研究矿山压力产生机理并最终实现矿山压力控制的重要依据。
[0003]常用的支承压力监测方法有钻孔液压枕法、钻孔钢弦测力计法以及超前巷道位移法。
[0004]但这些方法均只能测量出安装仪器之后相对增高或者减少的应力，不能测出支承压力的绝对值大小，对用相对增减的支承压力值去决策受绝对支承压值作用的矿山压力控制，常常造成矿山压力状况被误判，进而不能得到正确有效的控制。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种煤壁支承压力音频检测方法，其可以直接、方便地获得支承压力的绝对值，具有检测迅速、准确的优点。
[0006]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种监测采煤工作面超前煤壁或巷道两侧煤壁支承压力绝对值的方法，包括以下步
骤:
A、沿工作面前方煤壁或者巷道侧向煤壁内钻出一包含整个支承压力从大到小变化范围的长孔；
B、在长孔内设置膨胀音频检测器，在长孔内，由一个方向向另一方向依次测量:向膨胀音频检测器内注压并监测注压压力、音频传感器监测并记录音频；随着注压的增大，检测器向外膨胀并开始与钻孔的孔壁接触、至向外膨胀并挤压钻孔内壁；随着向外膨胀挤压的进行，此位置处的孔壁胀裂，音频传感器监测到此时的音频突然加大；记录此点对应的注压压力，此注压压力为该测量点的支承压力，然后泄压，进行下一点的检测；
C、根据检测到的支承压力绘出支承压力分布曲线图。
[0007]—种用于监测采煤工作面支承压力绝对值的膨胀音频检测器，包括有注压管，注压管的出口外部包裹有弹性膨胀单元，弹性膨胀单元的至少一侧设有音频传感器。
[0008]进一步的，所述弹性膨胀单元的至少一侧设有堵头。
[0009]进一步的，所述的注压管为硬质注液管，注液管的一端封堵，在注液管封堵端一侧的周壁上设有出液孔，出液孔的外端包褓有筒状弹性膨胀单元，弹性膨胀单元的两端封闭。
[0010]进一步的，所述弹性膨胀单元的两端各设有一个音频传感器。
[0011]进一步的，沿注液管的轴向，音频传感器的外侧设有堵头。
[0012]进一步的，所述弹性膨胀单元的内设有压力传感器。
[0013]本发明的工作原理以及有益效果表现在: 本发明在超前煤壁或巷道两侧煤壁上钻出一长孔，本长孔的深度应包括整个支承压力从大到小的变化范围。
[0014]在长孔内设置膨胀音频检测器，通过向膨胀音频检测器内注液，膨胀音频检测器向外膨胀并对孔壁进行施压，当向外的压力超过该孔壁的所承受的压力时，孔壁处开始出现被胀裂的现象，此时，音频传感器感应到孔壁胀裂并记录此声音，因原来的充压比较安静，孔壁被胀裂时，音频传感器会有一个较大的波动；记录下此时对应的充压压力，此将孔壁进行胀裂的充压压力即是此点的支承压力，绘制支承压力图。
[0015]为保证整个支承压力的准确性，测量时，沿长孔由一个方向向另一个方向进行监测，比如由外到内或者由内到外。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1为胀音频检测器示意图；
图2为监测示意图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围
本发明由国家自然科学基金，编号为51374137项目研究完成；如图1所示，一种用于监测采煤工作面支承压力绝对值的膨胀音频检测器，包括有硬质注液管1，注液管I的一端封堵，在注液管I封堵端一侧的周壁上均匀设有若干出液孔2，出液孔2的外端包褓有筒状弹性膨胀单元3，弹性膨胀单元3的两端封闭，弹性膨胀单元3的两端各设有一个音频传感器4，音频传感器4的连接线外接，音频传感器4的外侧各设有一个柱状堵头5。
[0018]为保证压力检测的准确性，弹性膨胀单元3的内设有压力传感器6。
[0019]测量时,如图2所示
A、根据具体的监测位置，选择合适的角度和尺寸、深度，沿工作面前方煤壁或者巷道侧向煤壁内钻出一包含整个支承压力从大到小变化范围的长孔7 ；
B、在长孔7内设置膨胀音频检测器，在长孔7内，由一个方向向另一方向依次测量，图2中8为监测点，比如由外到内:向膨胀音频检测器内注液、音频传感器4监测并记录音频；随着注液压力的增大，检测器的弹性膨胀单元3向外膨胀并与开始与长孔7的孔壁接触、至向外膨胀并挤压长孔7内壁；随着向外膨胀挤压的进行，长孔7内壁会出现被涨破的现象，音频传感器4监测到孔壁被涨破时音频突然加大点；记录此点对应的注压压力，此注压压力为该测量点的支承压力，然后泄压，将膨胀音频检测器伸入，进行下一点的检测。[0020]C、根据检测到的支承压力绘出支承压力分布曲线图。
[0021]以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种煤壁支承压力音频检测方法，其特征在于:包括以下步骤: A、沿工作面前方煤壁或者巷道侧向煤壁内钻出一包含整个支承压力从大到小变化范围的长孔； B、在长孔内设置膨胀音频检测器，在长孔内，由一个方向向另一方向依次测量:向膨胀音频检测器内注压并监测注压压力、音频传感器监测并记录音频；随着注压的增大，检测器向外膨胀并开始与钻孔的孔壁接触、至向外膨胀并挤压钻孔内壁；随着向外膨胀挤压的进行，此位置处的孔壁胀裂，音频传感器监测到此时的音频突然加大；记录此点对应的注压压力，此注压压力为该测量点的支承压力，然后泄压，进行下一点的检测； C、根据检测到的支承压力绘出支承压力分布曲线图。
2.一种用于监测采煤工作面支承压力绝对值的膨胀音频检测器，其特征在于:包括有注压管，注压管的出口外部包裹有弹性膨胀单元，弹性膨胀单元的至少一侧设有音频传感器。
3.根据权利要求2所述的用于监测采煤工作面支承压力绝对值的膨胀音频检测器，其特征在于:所述弹性膨胀单元的至少一侧设有堵头。
4.根据权利要求2所述的用于监测采煤工作面支承压力绝对值的膨胀音频检测器，其特征在于:所述的注压管为硬质注液管，注液管的一端封堵，在注液管封堵端一侧的周壁上设有出液孔，出液孔的外端包褓有筒状弹性膨胀单元，弹性膨胀单元的两端封闭。
5.根据权利要求4所述的用于监测采煤工作面支承压力绝对值的膨胀音频检测器，其特征在于:所述弹性膨胀单元的两端各设有一个音频传感器。
6.根据权利要求5所述的用于监测采煤工作面支承压力绝对值的膨胀音频检测器，其特征在于:沿注液管的轴向，音频传感器的外侧设有堵头。
7.根据权利要求4所述的用于监测采煤工作面支承压力绝对值的膨胀音频检测器，其特征在于:所述弹性膨胀单元的内设有压力传感器。
【文档编号】G01L11/04GK103592071SQ201310527857
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】代进, 蒋金泉 申请人:山东科技大学