渗流监测器、渗流监测系统及地下水库渗流监测方法与流程

文档序号:29077136发布日期:2022-03-01 23:03阅读:418来源:国知局
渗流监测器、渗流监测系统及地下水库渗流监测方法与流程

1.本发明涉及地下水库渗流监测技术领域,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。


背景技术:

2.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。
3.现有技术中缺少对地下水库的渗流进行有效监测的装置。
4.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。


技术实现要素:

5.本发明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。
6.本发明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;
7.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;
8.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;
9.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;
10.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;
11.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;
12.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。
13.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。
14.在其中一项可选技术方案中,所述电热线为硅橡胶电热线。
15.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;
16.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;
17.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。
18.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;
19.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。
20.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。
21.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。
22.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。
23.在其中一项可选技术方案中,所述监测器壳体为橡胶壳体。
24.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;
25.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;
26.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。
27.本发明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;
28.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。
29.本发明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;
30.包括如下步骤:
31.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;
32.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;
33.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。
34.在其中一项可选技术方案中,所述步骤s1中还包括:
35.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;
36.采用安装环将所述渗流监测器安装在所述钻孔中;
37.向所述钻孔中注入封孔材料完成所述钻孔的封孔。
38.采用上述技术方案,具有如下有益效果:
39.本发明提供的渗流监测器、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
40.参见附图,本发明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,而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中:
41.图1为本发明一实施例提供的渗流监测器的主视图;
42.图2为图1所示的渗流监测器的剖视图;
43.图3为图2沿着a-a向的剖视图;
44.图4为监测器壳体的剖视图;
45.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;
46.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;
47.图7为壳体头端的端面上具有多个安装端通孔的示意图;
48.图8为光纤的光纤圈上具有监测点的示意图;
49.图9为本发明一实施例提供的渗流监测系统对地下水库进行渗流监测时的示意图;
50.图10为渗流监测器封装在钻孔中的示意图。
具体实施方式
51.下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
52.如图1-8所示,本发明一实施例提供的渗流监测器100,包括监测器壳体1、温度传感器2、压力传感器3、电加热层4、传输线束7和均布有多个监测点52的光纤5。
53.监测器壳体1包括依次连接的壳体头端12、壳体主体11和壳体尾端13。
54.壳体头端12中具有安装端凹腔121,压力传感器3安装在安装端凹腔121中,压力传感器3的监测端与壳体头端12的端面之间具有容水腔1211,壳体头端12的端面上具有与容水腔1211连通的安装端通孔122。
55.壳体主体11中具有主体安装腔111,温度传感器2安装在主体安装腔111中,温度传感器2的头端与壳体头端12连接,温度传感器2的尾端与壳体尾端13连接。
56.电加热层4包覆在温度传感器2上,光纤5缠绕在电加热层4上。
57.在光纤5的外侧还包覆有绝缘保护层6,在绝缘保护层6与主体安装腔111的腔壁之间形成有水流通道112,水流通道112的通道进水口113形成在壳体主体11与壳体头端12之间,水流通道112的通道出水口114形成在壳体主体11与壳体尾端13之间。
58.传输线束7连接在壳体尾端13上,温度传感器2、压力传感器3、电加热层4和光纤5
分别与传输线束7连接。
59.本发明提供的渗流监测器100为矿用渗流监测器,其用于埋入如图9-10所示的地下水库300的底板岩层301、顶板岩层302及煤柱坝体303的钻孔305中进行实时监测,以判断底板岩层301、顶板岩层302及煤柱坝体303是否出现渗流。
60.该渗流监测器100包括监测器壳体1、温度传感器2、压力传感器3、电加热层4、光纤5、绝缘保护层6和传输线束7等。
61.监测器壳体1起到保护作用,监测器壳体1为圆柱形,监测器壳体1的外径为36mm,长度为320mm。
62.监测器壳体1包括依次连接的壳体头端12、壳体主体11和壳体尾端13。
63.壳体头端12中具有安装端凹腔121。压力传感器3安装在安装端凹腔121中。压力传感器3并未填满安装端凹腔121,压力传感器3的监测端部与壳体头端12的端面之间具有容水腔1211。壳体头端12的端面上具有安装端通孔122,安装端通孔122与容水腔1211连通。
64.在将渗流监测器100安装在钻孔305中时,壳体头端12朝向钻孔305的孔底。
65.当钻孔305中有水渗出时,水会经安装端通孔122进入容水腔1211中。在水进入容水腔1211中后,压力传感器3会监测到渗出的孔隙水的水压。如监测到水压,则表明钻孔305已经发生渗流。
66.壳体主体11中具有主体安装腔111,温度传感器2安装在主体安装腔111中。温度传感器2的头端与壳体头端12相接,温度传感器2的尾端与壳体尾端13相接。壳体头端12面向温度传感器2的一侧具有安装槽123,温度传感器2的头端插入在安装槽123中。
67.电加热层4包覆在温度传感器2上,光纤5缠绕在电加热层4上。
68.电加热层4可为电阻薄膜、电阻丝等。电加热层4为光纤5提供恒定温度场或热场。在初始状态时,电加热层4的温度为t0,t0的范围可在40℃-60℃之间。光纤5或光纤5周围的温度被电加热层4加热至t
x
,t
x
≤t0。光纤5上自带多个监测点52,多个监测点52均布在光纤5上,任意相邻的两个监测点52之间的光纤段的长度相等。光纤5缠绕在电加热层4上,从而形成多圈间隔的光纤圈51,每圈光纤圈51上具有一个监测点52。每个监测点52都会将对应位置的温度tn输出。从壳体头端12至壳体尾端13的方向上,监测点52依次为标为1号监测点52、2号监测点52、3号监测点52
……
n号监测点52,其对应的温度信号为t1、t2、t3……
tn。其中,n为大于等于2的自然数。
69.当温度传感器2监测到电加热层4的温度为t0时,则停止加热。此时,各监测点52输出的温度信号都为t
x
。如果后续过程中,各监测点52输出的对应温度t1、t2、t3……
tn大多数或全部都小于t
x
,则表示安装渗流监测器100的钻孔305中发生了渗流。
70.为了对光纤5和电加热层4提供保护,在光纤5上包覆一层绝缘保护层6。绝缘保护层6具有绝缘和防水的作用。
71.在绝缘保护层6与主体安装腔111的腔壁之间形成有水流通道112,通道进水口113形成在壳体主体11与壳体头端12之间,通道出水口114形成在壳体主体11与壳体尾端13之间。根据需要,可在通道进水口113中设置进水单向阀,仅允许水从通道进水口113进入水流通道112中,可在通道出水口114设置出水单向阀,仅允许水流通道112中的水从通道进水口113流出。
72.在将渗流监测器100安装在钻孔305中时,通道进水口113靠近钻孔305的孔底。
73.当钻孔305中有水渗流时,水会经通道进水口113进入水流通道112中,最后从通道出水口114流出。水在水流通道112中流动的过程中,会对光纤5进行降温。1号监测点52、2号监测点52、3号监测点52
……
,n号监测点52输出的温度信号对应为t1、t2、t3……
tn,其中t1、t2、t3……
tn都小于t
x
,且沿着通道进水口113至通道出水口114的方向上,监测点的实时温度或当前温度逐渐升高,也即是,t1<t2<t3……
<tn。因为刚进入水流通道112中的水温最低,随着逐步与电加热层4提供的热场换热后,水流通道112中靠近通道出水口114处的水温高于靠近通道进水口113处的水温,因此,靠近壳体头端12处的监测点的当前温度或实时温度低于靠近壳体尾端13处的监测点的当前温度或实时温度。
74.传输线束7连接在壳体尾端13上,传输线束7用于与外部的控制处理器201和电源连接。传输线束7用于将温度传感器2监测到的加热温度信号传输给控制处理器201进行处理。传输线束7还用于将压力传感器3监测到水压信号传输给控制处理器201进行处理。传输线束7还用于将光纤5的每个监测点52所监测到的当前温度或实时温度tn传输给控制处理器201进行处理。
75.传输线束7也用于与外部电源连接,以为内部的温度传感器2、压力传感器3及电加热层4供电。
76.控制处理器201可根据温度传感器2传来的温度信号来判断电加热层4是否加热至预设温度t0,如温度传感器2传来的温度t<t0,则控制电源或电路开始或持续给电加热层4供电,直至电加热层4加热至预设温度t0。在温度传感器2传来的温度t=t0时,则控制电源或电路给电加热层4断电,电加热层4停止加热。
77.控制处理器201可以根据压力传感器3传来的水压信号及光纤5传来的温度信号来判断钻孔305是否产生渗流。
78.为了提高监测的准确度,对在控制处理器201中预设水压值p0,p0可根据需要进行设定,p0为大于等于0的常数。如控制处理器201接收到的水压信号大于p0,则表示安装渗流监测器100的钻孔305中发生了渗流。
79.如控制处理器201接收到的光纤5传来的温度信号为温度变化信号,则表示安装渗流监测器100的钻孔305中发生了渗流。其中,温度变化信号为光纤5中每个监测点52的实时温度或当前温度都小于t
x
,其中,任意相邻的两个监测点52中靠近壳体头端12侧的监测点52的当前温度或实时温度低于靠近壳体尾端13侧的监测点52的当前温度或实时温度。
80.上述通过水压监测及通过温度监测的方式结合使用相互印证,可以提高实时监测的精确度。
81.在控制处理器201判断出钻孔305发生渗流后,可以向提示单元或警示单元发出信号,以提醒用户。
82.控制处理器201可存储、计算、分析、处理上述信号数据,并可利用三维空间定位技术,标定出底板岩层301、顶板岩层302及煤柱坝体303各处的渗流位置,绘制出渗流范围立体图,为地下水库300的溃坝事故的超前预测、预警等提供了技术支持。关于软件及三维空间定位技术都为现有的煤矿开采模拟技术,在此不再详述。
83.在其中一个实施例中,如图5-6所示,电加热层4为均匀缠绕在温度传感器2上的电热线41。电热线41为通电后利用电流的热效应发热的导线。电热线41以双线型式紧密地缠绕在圆柱形的温度传感器2上。电热线41的一端的电热线圈与壳体头端12,其另一端的电热
线圈与壳体尾端13接触。缠绕在温度传感器2上前后相邻的两圈电热线圈挨在一起,以将温度传感器2处于壳体头端12与壳体尾端13之间的部分完全包住。温度传感器2可全方面监测电热线41发热后的温度。
84.光纤5缠绕在由电热线圈缠绕后形成的线柱上。
85.在其中一个实施例中,电热线41为硅橡胶电热线。硅胶电热线也称之为硅胶发热线或硅胶发热电缆,主要是由合金电热丝和硅橡胶高温绝缘布组成,具有发热快、温度均匀、热效率高、韧性好等特点。
86.在其中一个实施例中,如图2和图5-6所示,电加热层4具有监测起始位置8和监测终止位置9。
87.监测起始位置8处于通道进水口113与监测终止位置9之间,监测终止位置9处于监测起始位置8与通道出水口114之间。
88.光纤5在监测起始位置8和监测终止位置9之间的部分均匀缠绕在电加热层4上。
89.为了减少通道进水口113及通道出水口114的水流变化对光纤5监测干扰,在电加热层4设定监测起始位置8和监测终止位置9,监测起始位置8距离通道进水口113预设距离,监测终止位置9距离通道出水口114预设距离。监测起始位置8为光纤5监测温度的起始位置,监测终止位置9为光纤5监测温度的终止位置。可以理解为,1号监测点52处于监测起始位置8,n号监测点52处于监测终止位置9,其余监测点52均布在监测起始位置8与监测终止位置9之间,可以提高光纤5监测周围温度变化的准确性。
90.在其中一个实施例中,如图1-4所示,水流通道112为环绕着绝缘保护层6一圈布置的环形通道。壳体头端12与壳体主体11之间沿着圆周方向间隔地布置有多个通道进水口113,壳体尾端13与壳体主体11之间沿着圆周方向间隔地布置有多个通道出水口114。
91.水流通道112环绕在绝缘保护层6的外周,其为环形通道。相应地,沿着圆周方向间隔地布置有多个通道进水口113和多个通道出水口114,通道进水口113和通道出水口114数量相等。每个通道进水口113与一个通道出水口114组成一对,并且组成一对的通道进水口113与通道出水口114之间的连线与环形通道的轴线平行,利于水流顺利流通。
92.在其中一个实施例中,绝缘保护层6为聚酰亚胺薄膜层,具有优异的热稳定性和耐化学腐蚀性,可很好地保护光纤5和电加热层4。
93.在其中一个实施例中,如图7所示,壳体头端12的端面上具有多个安装端通孔122,钻孔305中的水经多个安装端通孔122快速进入容水腔1211中,使得压力传感器3可快速监测出水压。
94.在其中一个实施例中,壳体头端12、壳体主体11和壳体尾端13一体成型,提高了结构稳定性。
95.在其中一个实施例中,监测器壳体1为橡胶壳体,具有弹性并耐腐蚀,保护效果好。
96.在其中一个实施例中,如图6所示,传输线束7包括电流导线71和信号传输导线72。
97.温度传感器2、压力传感器3和电加热层4分别与电流导线71连接。
98.温度传感器2、压力传感器3和光纤5分别与信号传输导线72连接。
99.组装时,电流导线71与外部电源连接,电流导线71上可设置相应的电控开关,电控开关与控制处理器201连接,可由控制处理器201控制电控开关的自动开关。温度传感器2、压力传感器3和电加热层4分别与电流导线71连接,电流导线71可为温度传感器2、压力传感
器3和电加热层4供电。
100.组装时,信号传输导线72与控制处理器201连接。温度传感器2、压力传感器3和光纤5分别与信号传输导线72连接,信号传输导线72可将温度传感器2、压力传感器3和光纤5传来信号传输给控制处理器201进行分析、处理。
101.如图9所示,本发明一实施例提供的一种渗流监测系统200,包括控制处理器201、信号发射采集器202、集线器203和多个前述任一实施例所述的渗流监测器100。
102.控制处理器201、信号发射采集器202和集线器203依次连接,每个渗流监测器100中的传输线束7都与集线器203连接。
103.本发明实施例提供的渗流监测系统200用于监测地下水库300的岩层、坝体等是否渗流。
104.该渗流监测系统200包括控制处理器201、信号发射采集器202、集线器203和多个渗流监测器100。
105.有关渗流监测器100的结构、构造及工作原理,请参考前面对渗流监测器100的描述部分,在此不再赘述。
106.控制处理器201、信号发射采集器202和集线器203分别通过导线204连接,实现信号传输。每个渗流监测器100的传输线束7都与集线器203连接。渗流监测器100监测到的各信号,可传到控制处理器201进行分析和处理。
107.在使用时,在地下水库300的底板岩层301、顶板岩层302及煤柱坝体303中分别施工钻孔305,在每个钻孔305中安装一个渗流监测器100。渗流监测器100的壳体头端12朝向钻孔305的孔底。通过安装环306(例如,橡胶环)将渗流监测器100安装在钻孔305中。在安装渗流监测器100,先将安装环306套在渗流监测器100的尾端,再将渗流监测器100及安装环306一起推入钻孔305的深处指定位置。安装环306与钻孔305的孔壁接触,具有密封功能。最后再向钻孔305中注入封孔材料306完成钻孔305的封孔,封孔材料306可为混凝土、砂石等。安装环306可阻止封孔材料306进入渗流监测器100所处的空间中,可避免渗流监测器100被封孔材料306覆盖影响监测性能。
108.在其中一个实施例中,目标煤柱坝体303的高度为6m、宽度为20m,顶板岩层302的厚度为8m,底板岩层301的厚度为8m。根据目标监测煤柱坝体303尺寸及顶板岩层302、底板岩层301的厚度,确定:(1)渗流传感器100的布设数量:在一个纵向剖面范围内的布设数量为12个渗流传感器100,其中:顶板岩层302中布置3个渗流传感器100、底板岩层301中布置3个渗流传感器100、煤柱坝体303中布置6个渗流传感器100。(2)渗流传感器100的布设位置:沿顶板岩层302厚度中间层位方向,距煤柱坝体303面向巷道304的端面5m、10m、15m处分别布设一个渗流传感器100;沿底板岩层301厚度中间层位方向,距煤柱坝体303面向巷道304的端面5m、10m、15m处分别布设一个渗流传感器100;沿距煤柱坝体303底部3m、9m层位方向,距煤柱坝体303面向巷道304的端面5m、10m、15m处分别布设一个渗流传感器100。
109.钻孔305的直径都为500mm。顶板岩层302中布设的3条钻孔305,3条钻孔305的角度沿着从巷道304至煤柱坝体303的方向上依次为22
°
、18
°
、16
°
,3条钻孔305的长度依次为11m、13m、16m。底板岩层301中布设的3条钻孔305,底板岩层301中的3条钻孔305与顶板岩层302中的3条钻孔305完全对称。
110.煤柱坝体303中距底部3m层位方向中布设的3条钻孔305,3条钻孔305的角度沿着
从巷道304至煤柱坝体303的方向上依次为16
°
、12
°
、10
°
,3条钻孔305的长度依次为5m、10m、15m。煤柱坝体303中距底部9m层位方向中布设的3条钻孔305,煤柱坝体303中距底部9m层位中的3条钻孔305与煤柱坝体303中距底部3m层位中的3条钻孔305完全对称。
111.如图9-10所示,本发明一实施例提供的一种地下水库渗流监测方法,采用前述实施例所述的渗流监测系统200对地下水库300的底板岩层301、顶板岩层302及煤柱坝体303进行实时监测。
112.包括如下步骤:
113.s1:在底板岩层301、顶板岩层302及煤柱坝体303中分别安装有至少一个渗流监测器100,将信号发射采集器202和集线器203布置在巷道中,将控制处理器201布置在巷道304的外侧,将渗流监测器100的传输线束7与集线器203连接,将控制处理器201、信号发射采集器202和集线器203通过导线204连接。
114.s2:每个位置的渗流监测器100的压力传感器3都将监测到的水压信号传输给控制处理器201,每个位置的渗流监测器100的光纤5都将监测到的温度信号传输给控制处理器201。
115.如控制处理器201接收到的水压信号大于预设水压值和/或控制处理器接201收到的温度信号为温度变化信号,则表示渗流监测器100对应处发生渗流。
116.本发明提供的地下水库渗流监测方法,采用前述的渗流监测系统200对地下水库300的底板岩层301、顶板岩层302及煤柱坝体303进行实时监测。
117.先将渗流监测系统200安装在预设位置,具体为:在底板岩层301、顶板岩层302及煤柱坝体303中分别安装有至少一个渗流监测器100,将信号发射采集器202和集线器203布置在巷道中,将控制处理器201布置在巷道304的外侧,将渗流监测器100的传输线束7与集线器203连接,将控制处理器201、信号发射采集器202和集线器203通过导线204连接。
118.控制处理器201根据温度传感器2传来的温度信号来判断电加热层4是否加热至预设温度t0,如温度传感器2传来的温度t<t0,则控制电源或电路开始或持续给电加热层4供电,直至电加热层4加热至预设温度t0。在温度传感器2传来的温度t=t0时,则控制电源或电路给电加热层4断电,电加热层4停止加热。
119.控制处理器201根据压力传感器3传来的水压信号及光纤5传来的温度信号来判断钻孔305是否产生渗流。
120.如控制处理器201接收到的水压信号大于p0,则表示安装渗流监测器100的钻孔305中发生了渗流。
121.如控制处理器201接收到的光纤5传来的温度信号为温度变化信号,则表示安装渗流监测器100的钻孔305中发生了渗流。其中,温度变化信号为光纤5中每个监测点52的实时温度或当前温度都小于t
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,其中,任意相邻的两个监测点52中靠近壳体头端12侧的监测点52的当前温度或实时温度低于靠近壳体尾端13侧的监测点52的当前温度或实时温度。
122.在控制处理器201判断出钻孔305发生渗流后,可以向提示单元或警示单元发出信号,以提醒用户。
123.控制处理器201可存储、计算、分析、处理上述信号数据,并可利用三维空间定位技术,标定出底板岩层301、顶板岩层302及煤柱坝体303各处的渗流位置,绘制出渗流范围立体图,为地下水库300的溃坝事故的超前预测、预警等提供了技术支持。
124.在其中一个实施例中,步骤s1中还包括:
125.在底板岩层301、顶板岩层302及煤柱坝体303中分别施工有至少一条钻孔305,在每条钻孔305中分别安装有一个渗流监测器100,并将壳体头端12朝向钻孔305的孔底。
126.采用安装环306将渗流监测器100密封在钻孔305中。
127.向钻孔305中注入封孔材料306完成钻孔305的封孔。
128.在地下水库300的底板岩层301、顶板岩层302及煤柱坝体303中分别施工钻孔305,在每个钻孔305中安装一个渗流监测器100。渗流监测器100的壳体头端12朝向钻孔305的孔底。通过安装环306(例如,橡胶环)将渗流监测器100安装在钻孔305中。在安装渗流监测器100,先将安装环306套在渗流监测器100的尾端,再将渗流监测器100及安装环306一起推入钻孔305的深处指定位置。安装环306与钻孔305的孔壁接触,具有密封功能。最后再向钻孔305中注入封孔材料306完成钻孔305的封孔,封孔材料306可为混凝土、砂石等。安装环306可阻止封孔材料306进入渗流监测器100所处的空间中,可避免渗流监测器100被封孔材料306覆盖影响监测性能。
129.根据需要,可以将上述各技术方案进行结合,以达到最佳技术效果。
130.以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在本发明原理的基础上,还可以做出若干其它变型,也应视为本发明的保护范围。
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