渗流监测器、渗流监测系统及地下水库渗流监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种渗流监测器、渗流监测系统及地下水库渗流监测方法，包括监测器壳体、温度传感器、压力传感器、电加热层、传输线束和均布有多个监测点的光纤。本发明专利技术公开的渗流监测器、渗流监测系统及地下水库渗流监测方法，可对地下水库的渗流进行有效监测，为地下水库的溃坝事故的超前预测、预警等提供了技术支持。持。持。

【技术实现步骤摘要】
渗流监测器、渗流监测系统及地下水库渗流监测方法


[0001]本专利技术涉及地下水库渗流监测
，尤其涉及一种渗流监测器、渗流监测系统及地下水库渗流监测方法。

技术介绍

[0002]煤矿地下水库已成为实现煤炭开采水资源保护利用，促进西部矿区煤炭科学开采和生态文明建设的有效技术途径。煤柱坝体是煤矿地下水库的重要组成部分，由区保护煤柱留设形成，在留设过程中受开采和矿震等多种荷载作用，其内部除了原生裂隙存在外，大量次生微裂隙发育。煤矿地下水库建成运行后，煤柱坝体继续受上覆岩层压力、储水空间静水压力等因素综合影响，内部裂隙进一步发育，加速了矿井水向煤柱坝体内部的渗流。含有的钙、镁等离子的矿井水进入煤柱坝体内部，加速煤体水岩作用、化学溶蚀等，导致煤柱坝体应力松弛、长期强度降低，威胁煤矿地下水库的安全运行。因此，实时监测煤柱坝体内矿井水的渗流范围，判断煤柱坝体损破坏位置，对于保障煤矿地下水库安全，预警溃坝事故具有重要意义。
[0003]现有技术中缺少对地下水库的渗流进行有效监测的装置。
[0004]有鉴于此，提供一种能够对地下水库的渗流进行有效监测的渗流监测器、渗流监测系统及地下水库渗流监测方法成为必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够对地下水库的渗流进行有效监测的渗流监测器、渗流监测系统及地下水库渗流监测方法。
[0006]本专利技术技术方案提供一种渗流监测器，包括监测器壳体、温度传感器、压力传感器、电加热层、传输线束和均布有多个监测点的光纤；
[0007]所述监测器壳体包括依次连接的壳体头端、壳体主体和壳体尾端；
[0008]所述壳体头端中具有安装端凹腔，所述压力传感器安装在所述安装端凹腔中，所述壳体头端的端面上具有与所述安装端凹腔连通的安装端通孔；
[0009]所述壳体主体中具有主体安装腔，所述温度传感器安装在所述主体安装腔中，所述压力传感器的监测端与所述壳体头端的端面之间具有容水腔，所述壳体头端的端面上具有与所述容水腔连通的安装端通孔；
[0010]所述电加热层包覆在所述温度传感器上，所述光纤缠绕在所述电加热层上；
[0011]在所述光纤的外侧还包覆有绝缘保护层，在所述绝缘保护层与所述主体安装腔的腔壁之间形成有水流通道，所述水流通道的通道进水口形成在所述壳体主体与所述壳体头端之间，所述水流通道的通道出水口形成在所述壳体主体与所述壳体尾端之间；
[0012]所述传输线束连接在所述壳体尾端上，所述温度传感器、所述压力传感器、所述电加热层和所述光纤分别与所述传输线束连接。
[0013]在其中一项可选技术方案中，所述电加热层为均匀缠绕在所述温度传感器上的电
热线。
[0014]在其中一项可选技术方案中，所述电热线为硅橡胶电热线。
[0015]在其中一项可选技术方案中，所述电加热层具有监测起始位置和监测终止位置；
[0016]所述监测起始位置处于所述通道进水口与所述监测终止位置之间，所述监测终止位置处于所述监测起始位置与所述通道出水口之间；
[0017]所述光纤在所述监测起始位置和监测终止位置之间的部分均匀缠绕在所述电加热层上。
[0018]在其中一项可选技术方案中，所述水流通道为环绕着所述绝缘保护层一圈布置的环形通道；
[0019]所述壳体头端与所述壳体主体之间沿着圆周方向间隔地布置有多个所述通道进水口，所述壳体尾端与所述壳体主体之间沿着圆周方向间隔地布置有多个所述通道出水口。
[0020]在其中一项可选技术方案中，所述绝缘保护层为聚酰亚胺薄膜层。
[0021]在其中一项可选技术方案中，所述壳体头端的端面上具有多个所述安装端通孔。
[0022]在其中一项可选技术方案中，所述壳体头端、所述壳体主体和所述壳体尾端一体成型。
[0023]在其中一项可选技术方案中，所述监测器壳体为橡胶壳体。
[0024]在其中一项可选技术方案中，所述传输线束包括电流导线和信号传输导线；
[0025]所述温度传感器、所述压力传感器和所述电加热层分别与所述电流导线连接；
[0026]所述温度传感器、所述压力传感器和所述光纤分别与所述信号传输导线连接。
[0027]本专利技术技术方案还提供一种渗流监测系统，包括控制处理器、信号发射采集器、集线器和多个前述任一技术方案所述的渗流监测器；
[0028]所述控制处理器、所述信号发射采集器和所述集线器依次连接，每个所述渗流监测器中的所述传输线束都与所述集线器连接。
[0029]本专利技术技术方案还提供一种地下水库渗流监测方法，采用前述技术方案所述的渗流监测系统对地下水库的底板岩层、顶板岩层及煤柱坝体进行实时监测；
[0030]包括如下步骤：
[0031]S1：在所述底板岩层、所述顶板岩层及所述煤柱坝体中分别安装有至少一个所述渗流监测器，将所述信号发射采集器和所述集线器布置在巷道中，将所述控制处理器布置在所述巷道的外侧，将所述渗流监测器的传输线束与所述集线器连接，将所述控制处理器、所述信号发射采集器和所述集线器通过导线连接；
[0032]S2：每个位置的所述渗流监测器的所述压力传感器都将监测到的水压信号传输给所述控制处理器，每个位置的所述渗流监测器的所述光纤都将监测到的温度信号传输给所述控制处理器；
[0033]如所述控制处理器接收到的水压信号大于预设水压值和/或所述控制处理器接收到的温度信号为温度变化信号，则表示所述渗流监测器对应处发生渗流。
[0034]在其中一项可选技术方案中，所述步骤S1中还包括：
[0035]在所述底板岩层、所述顶板岩层及所述煤柱坝体中分别施工有至少一条钻孔，在每条所述钻孔中分别安装有一个所述渗流监测器，并将所述壳体头端朝向所述钻孔的孔
底；
[0036]采用安装环将所述渗流监测器安装在所述钻孔中；
[0037]向所述钻孔中注入封孔材料完成所述钻孔的封孔。
[0038]采用上述技术方案，具有如下有益效果：
[0039]本专利技术提供的渗流监测器、渗流监测系统及地下水库渗流监测方法，可对地下水库的渗流进行有效监测，为地下水库的溃坝事故的超前预测、预警等提供了技术支持。
附图说明
[0040]参见附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中：
[0041]图1为本专利技术一实施例提供的渗流监测器的主视图；
[0042]图2为图1所示的渗流监测器的剖视图；
[0043]图3为图2沿着A
‑
A向的剖视图；
[0044]图4为监测器壳体的剖视图；
[0045]图5为图2所示的渗流监测器在壳体头端与壳体主体连接处的局部放大图；
[0046]图6为图2所示的渗流监测器在壳体尾端与壳体主体连接处的局部放大图；
[0047]图7为壳体头端的端面上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种渗流监测器，其特征在于，包括监测器壳体、温度传感器、压力传感器、电加热层、传输线束和均布有多个监测点的光纤；所述监测器壳体包括依次连接的壳体头端、壳体主体和壳体尾端；所述壳体头端中具有安装端凹腔，所述压力传感器安装在所述安装端凹腔中，所述压力传感器的监测端与所述壳体头端的端面之间具有容水腔，所述壳体头端的端面上具有与所述容水腔连通的安装端通孔；所述壳体主体中具有主体安装腔，所述温度传感器安装在所述主体安装腔中，所述温度传感器的头端与所述壳体头端连接，所述温度传感器的尾端与所述壳体尾端连接；所述电加热层包覆在所述温度传感器上，所述光纤缠绕在所述电加热层上；在所述光纤的外侧还包覆有绝缘保护层，在所述绝缘保护层与所述主体安装腔的腔壁之间形成有水流通道，所述水流通道的通道进水口形成在所述壳体主体与所述壳体头端之间，所述水流通道的通道出水口形成在所述壳体主体与所述壳体尾端之间；所述传输线束连接在所述壳体尾端上，所述温度传感器、所述压力传感器、所述电加热层和所述光纤分别与所述传输线束连接。2.根据权利要求1所述的渗流监测器，其特征在于，所述电加热层为均匀缠绕在所述温度传感器上的电热线。3.根据权利要求2所述的渗流监测器，其特征在于，所述电热线为硅橡胶电热线。4.根据权利要求1所述的渗流监测器，其特征在于，所述电加热层具有监测起始位置和监测终止位置；所述监测起始位置处于所述通道进水口与所述监测终止位置之间，所述监测终止位置处于所述监测起始位置与所述通道出水口之间；所述光纤在所述监测起始位置和监测终止位置之间的部分均匀缠绕在所述电加热层上。5.根据权利要求1所述的渗流监测器，其特征在于，所述水流通道为环绕着所述绝缘保护层一圈布置的环形通道；所述壳体头端与所述壳体主体之间沿着圆周方向间隔地布置有多个所述通道进水口，所述壳体尾端与所述壳体主体之间沿着圆周方向间隔地布置有多个所述通道出水口。6.根据权利要求1所述的渗流监测器，其特征在于，所述绝缘保护层为聚酰亚胺薄膜层。7.根据权利要求1所述的渗流监测器，其特征在于，所述壳体头端的端面上...

【专利技术属性】
技术研发人员：武洋，曹志国，张勇，吴宝杨，王路军，池明波，李海祥，杨毅，张保，朱晓倩，
申请(专利权)人：国能神东煤炭集团有限责任公司北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：