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专利号: 2017112658792
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种矿山岩体采动破坏范围一体式探测设备,其包括封堵系统、导向系统、测漏系统和推进供给系统,其特征在于:所述封堵系统包括一个Ⅰ型封堵支撑管、一个Ⅱ型封堵支撑管、封堵胶囊及胶囊连接管,所述封堵胶囊包括第一封堵胶囊和第二封堵胶囊,在所述Ⅰ型封堵支撑管上设置有漏水孔,所述第一封堵胶囊安设在所述Ⅰ型封堵支撑管的漏水孔外围,所述第一封堵胶囊与Ⅰ型封堵支撑管之间形成一定的起胀空腔;所述第二封堵胶囊安装在Ⅱ型封堵支撑管上,在第一封堵胶囊与第二封堵胶囊之间连接所述胶囊连接管,所述Ⅱ型封堵支撑管内部为密封中空管道;

所述测漏系统包括连接管和转换开关,所述Ⅰ型封堵支撑管的末端连接所述连接管,所述连接管的末端连接所述转换开关,所述转换开关的另一端连接所述Ⅱ型封堵支撑管的一端,所述转换开关,其包括圆柱形腔室,在所述圆柱形腔室内设置有基体、滑动阀门和弹簧,所述基体上开设有导水孔二和导水孔三,所述滑动阀门上开设有导水孔一,所述滑动阀门可在所述圆柱形腔室内部自由滑动,所述导水孔一可分别与所述导水孔二、导水孔三形成两个独立导水通道;

所述导向系统包括导向锥,所述导向锥与Ⅱ型封堵支撑管的另一端连接;

所述推进供给系统与所述Ⅰ型封堵支撑管连通,用于向所述Ⅰ型封堵支撑管内注水,显示并记录各个参数。

2.根据权利要求1所述的一种矿山岩体采动破坏范围一体式探测设备,其特征在于:所述推进供给系统包括注水操作台、钻机和钻杆,所述钻杆的一端与所述钻机连接,另一端连接在所述Ⅰ型封堵支撑管上。

3.根据权利要求1所述的一种矿山岩体采动破坏范围一体式探测设备,其特征在于:所述转换开关还设置有用于对所述弹簧进行限位的凹槽部。

4.根据权利要求1所述的一种矿山岩体采动破坏范围一体式探测设备,其特征在于:所述Ⅰ型封堵支撑管上的漏水孔设置有两个。

5.根据权利要求1所述的一种矿山岩体采动破坏范围一体式探测设备,其特征在于:所述连接管的长度为1m。

6.根据权利要求1所述的一种矿山岩体采动破坏范围一体式探测设备,其特征在于:所述Ⅰ型封堵支撑管与连接管之间通过螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种矿山岩体采动破坏范围一体式探测设备,其特征在于:所述导向锥与Ⅱ型封堵支撑管之间通过螺纹连接。

8.一种矿山岩体采动破坏范围一体式探测方法,其特征在于,其所采用的探测系统包括:封堵系统、导向系统、测漏系统和推进供给系统;

所述封堵系统包括一个Ⅰ型封堵支撑管、一个Ⅱ型封堵支撑管、封堵胶囊及胶囊连接管,所述封堵胶囊包括第一封堵胶囊和第二封堵胶囊,在所述Ⅰ型封堵支撑管上设置有漏水孔,所述第一封堵胶囊安设在所述Ⅰ型封堵支撑管的漏水孔外围,所述第一封堵胶囊与Ⅰ型封堵支撑管之间形成一定的起胀空腔;所述第二封堵胶囊安装在Ⅱ型封堵支撑管上,在第一封堵胶囊与第二封堵胶囊之间连接所述胶囊连接管,所述Ⅱ型封堵支撑管内部为密封中空管道;所述测漏系统包括连接管和转换开关;

所述转换开关,其包括圆柱形腔室,在所述圆柱形腔室内设置有基体、滑动阀门和弹簧,所述基体上开设有导水孔二和导水孔三,所述滑动阀门上开设有导水孔一,所述滑动阀门可在所述圆柱形腔室内部自由滑动,所述导水孔一可分别与所述导水孔二、导水孔三形成两个独立导水通道;

所述导向系统包括导向锥;

所述推进供给系统包括注水操作台、钻机和钻杆;

所述观测方法依次包括以下步骤:

a打钻孔,在煤岩巷道中向顶板或底板岩体中先后施工规定角度钻孔若干个,孔深30-

70m;

b安装探测系统,所述Ⅰ型封堵支撑管的末端与所述连接管的一端连接,所述连接管的另一端连接所述转换开关,所述转换开关的另一端连接所述Ⅱ型封堵支撑管的一端,所述导向锥与Ⅱ型封堵支撑管的另一端连接;所述推进供给系统与所述Ⅰ型封堵支撑管连通,导向锥与Ⅱ型封堵支撑管的另一端连接;

c起胀封堵胶囊并测定漏水量参数:打开注水操作台,将水压调至2.5MPa,向封堵系统内注水,通过漏水孔和胶囊连接管使第一封堵胶囊、第二封堵胶囊分别起胀,与钻孔形成密封空间,待两个封堵胶囊全部起胀完毕,将注水操作台水压加大至2.6MPa,此时,导水孔一与导水孔二导通,向密封空间内注水,待读数稳定后,通过注水操作台记录漏水量数值L1;

d对封堵胶囊进行泄压排水:完成漏水量测定后,关闭注水操作台,使封堵胶囊内部高压水通过胶囊连接管和漏水孔排出,完成泄压排水;

e推进观测:完成所有封堵胶囊的泄压排水之后,利用钻机和钻杆将探测系统推进至下一指定位置,重复步骤c和步骤d。

9.根据权利要求8所述的一种矿山岩体采动破坏范围一体式探测方法,其特征在于:所述转换开关的工作过程为:初始状态在弹簧的作用下,滑动阀门位于左端,导水孔一、导水孔二、导水孔三恰好被基体封闭,当外部水源注入基体但未达到固定水源压力,滑动阀门向右移动,但导水孔仍被基体壁封闭;当外部水压达到2.6MPa时,压力水推动滑动阀门继续向右移动,此时恰好使导水孔一和导水孔二接通,形成导水通道,当水压大于3MPa时,滑动阀门继续向右移动,此时恰好使导水孔一连通导水孔三,且滑动阀门密封导水孔二。