【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于巷道地层温度测量监测领域，特别涉及一种基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统及方法。
技术介绍
1、随着采矿工业的发展，开采深度不断增加，矿井已经进入千米以深的范围，原岩温度不断升高，目前有很多矿井已出现热害问题，部分矿井的工作面温度超过30℃，达到34℃－40℃，相对湿度也达95％以上，高温作业降低劳动生产效率，容易引起井下安全事故，开采与掘进工作面的高温热害日益严重。为不影响正常生产和减少安全隐患，对矿井深部地热产生之因素进行分析，并对各原因加以研究、优化通风风量，为矿区可能出现的高地温问题积累理论依据，有必要针对矿井深部地层温度场进行动态监测。
2、目前矿井温度监测大多采用红外测温仪、热电偶及工人定期巡检等方法，但这些方法均不能及时地将温度信息反馈到地面，同时受井下复杂环境的影响，测量范围比较小，测量精度较低；传统温度监测一般都采用单总线温度传感测温系统进行监测，这种测温系统具有布线简单的优点，但是由于温度测点较少，难以覆盖整个测温区域；传感器串联连接使得故障率高；传输的是电信号，对测线要求高等。制约了其监测整个井下地层的温度场分布，只能进行点式测量。总体而言，传统的监测方法缺乏实时性、直观性和精确性。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，本专利技术实施例提供了一种基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统及方法，方案如下：
2、一种基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统，包括：
3、第一钻孔
4、支撑杆组件，所述第一钻孔、所述第二钻孔和所述第三钻孔内各同轴设置一组支撑杆组件，在同一钻孔中，所述支撑杆组件的一端抵接钻孔的底壁，所述支撑杆组件的另一端与所述巷道壁平齐；
5、温度传感器，每个所述支撑杆组件上分别均匀布置多个温度传感器；
6、温度采集仪，所述温度采集仪所述巷道的内壁的凹位处，所述温度采集仪距离所述巷道的底部至少为2米，其中，每个所述支撑杆组件上设置的温度传感器分别连接所述温度采集仪；
7、其中，所述第一钻孔、所述第二钻孔和所述第三钻孔内分别注满水泥浆液，所述水泥浆液封堵对应的钻孔，当所述水泥浆液凝固后，所述水泥浆液固定且包容所述支撑杆组件；
8、电源，所述电源分别连接所述温度采集仪和每个所述温度传感器；
9、上位机，所述温度采集仪与所述上位机信号连接，所述温度传感器的测温精度为±0.1℃。
10、优选的，所述第一钻孔、所述第二钻孔和所述第三钻孔的孔径和孔深相等。
11、优选的，所述第一钻孔的孔深大于所述巷道的围岩调热圈半径，所述第一钻孔的孔径不小于40mm。
12、优选地，所述支撑杆组件包括：支撑杆和连接件；
13、相邻两个所述支撑杆通过所述连接件串联，其中，所述支撑杆长度为1m。
14、优选地，在一个所述支撑杆组件上，所述温度传感器的布局规则包括：
15、远离所述巷道的内壁的支撑杆的端部设置一个温度传感器；
16、在所述远离所述巷道的内壁的支撑杆至所述巷道的内壁的方向上，每间隔一个支撑杆，在下一个支撑杆上设置一个温度传感器，相邻两个温度传感器的距离为2米。
17、一种基于温度采集仪的地层温度场动态监测方法，包括：
18、s1、通过钻机在巷道井壁上分别钻取3个钻孔，3个钻孔分别为第一钻孔、第二钻孔和第三钻孔，所述第一钻孔和所述第二钻孔分别设置在所述巷道相对的两个侧壁上，所述第三钻孔与所述第一钻孔或第二钻孔同侧设置，所述第一钻孔和所述第二钻孔对称设置，所述第一钻孔与水平面的夹角在0°至-5°之间；所述第三钻孔与水平面的夹角为-30°；
19、s2、搭建3组支撑杆组件，将所述温度传感器均匀固定在所述支撑杆组件上；
20、s3、分别将3组所述支撑杆组件插入所述第一钻孔、所述第二钻孔和所述第三钻孔中；
21、s4、将每个所述支撑杆组件上的温度传感器分别通过线缆连接至温度采集仪中；
22、s5、在所述巷道的内壁的凹位处且距离所述巷道的底部至少为2米的位置安装所述温度采集仪和电源；
23、s6、注浆泵依次对所述第一钻孔、所述第二钻孔和所述第三钻孔注入水泥浆液直至每个钻孔被完全封堵；
24、s7、通过线缆连接所述温度采集仪和环网交换机，通过光纤连接所述环网交换机和上位机，所述上位机实时监测所述巷道内的地层温度。
25、优选地，在一个所述支撑杆组件上，所述温度传感器的布局规则包括：
26、远离所述巷道的内壁的支撑杆的端部设置一个温度传感器；在所述远离所述巷道的内壁的支撑杆至所述巷道的内壁的方向上，每间隔一个支撑杆，在下一个支撑杆上设置一个温度传感器，相邻两个温度传感器的距离为2米。
27、优选的，所述s3的分别将3组所述支撑杆组件插入所述第一钻孔、所述第二钻孔和所述第三钻孔中包括：
28、在一个钻孔中，插入支撑杆组件直至所述支撑杆组件的一端抵住钻孔的内壁。
29、优选地，所述s6的注浆泵依次对所述第一钻孔、所述第二钻孔和所述第三钻孔注入水泥浆液直至每个钻孔被完全封堵包括：
30、将注浆泵的注浆管插入依次对所述第一钻孔、所述第二钻孔和所述第三钻孔进行注浆，当水泥浆液完全封堵对应的钻孔时，切除所述注浆管使所述巷道的内壁平整。
31、优选地，所述支撑杆的材质为pvc材料。
32、本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
33、1、本专利技术解决了对深部地层温度场的高精度动态实时监测的问题，测量精度高、误差小，监测点位多并可实时在线监测；
34、2、本专利技术借助信号连接的方式，减少人工下井次数，节省人力物力，实现在地面上利用计算机即可采集数据的目的，提高了数据处理的速度，为金属矿井地层温度场监测提供了有力的支撑。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统，其特征在于，所述第一钻孔、所述第二钻孔和所述第三钻孔的孔径和孔深相等。
3.根据权利要求2所述的基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统，其特征在于，所述第一钻孔的孔深大于所述巷道的围岩调热圈半径，所述第一钻孔的孔径不小于40mm。
4.根据权利要求1所述的基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统，其特征在于，所述支撑杆组件包括：支撑杆和连接件；
5.根据权利要求4所述的基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统，其特征在于，在一个所述支撑杆组件上，所述温度传感器的布局规则包括：
6.一种基于温度采集仪的地层温度场动态监测方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求2所述的基于温度采集仪的地层温度场动态监测方法，其特征在于，在一个所述支撑杆组件上，所述温度传感器的布局规则包括：
8.根据权利要求7所述的基于温度采集仪的地层温度场动态监测方法，其特征在于，所述S3的分别将3组所述
9.根据权利要求7所述的基于温度采集仪的地层温度场动态监测方法，其特征在于，所述S6的注浆泵依次对所述第一钻孔、所述第二钻孔和所述第三钻孔注入水泥浆液直至每个钻孔被完全封堵包括：
10.根据权利要求7所述的基于温度采集仪的地层温度场动态监测方法，其特征在于，所述支撑杆的材质为PVC材料。
...【技术特征摘要】
1.一种基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统，其特征在于，所述第一钻孔、所述第二钻孔和所述第三钻孔的孔径和孔深相等。
3.根据权利要求2所述的基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统，其特征在于，所述第一钻孔的孔深大于所述巷道的围岩调热圈半径，所述第一钻孔的孔径不小于40mm。
4.根据权利要求1所述的基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统，其特征在于，所述支撑杆组件包括：支撑杆和连接件；
5.根据权利要求4所述的基于温度采集仪的地层温度场动态监测系统，其特征在于，在一个所述支撑杆组件上，所述温度传感器的布局规则包括：
6.一种基于温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：由爽，李天宇，向鹏，纪洪广，付桢，权道路，沈恒祥，冯启兴，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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