頂板導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度分段觀測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦山導(dǎo)水裂隙帶高度測定技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及頂板導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度分段觀測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]礦山導(dǎo)水裂隙帶高度的測量是標(biāo)志煤巖賦存狀態(tài)的重要參數(shù)。在研究礦井防治水時(shí)，它是一個(gè)關(guān)鍵性的基礎(chǔ)參數(shù)，因此為研究采動(dòng)圍巖中的導(dǎo)水通道的形成，有必要掌握巖層移動(dòng)規(guī)律和確定導(dǎo)水裂隙帶的高度測定，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用數(shù)值模擬、經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)計(jì)、現(xiàn)場實(shí)測等手段來進(jìn)行測定。
[0003]然而，由于現(xiàn)場條件復(fù)雜，在一定程度上，數(shù)值模擬不能很好的反映現(xiàn)場情況，經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)計(jì)的盲目性較大，隨著采深加大，經(jīng)驗(yàn)公式的適用性越來越差；而且現(xiàn)場實(shí)測采用的設(shè)備每次只能測量一段，每段的測量長度約為1.5m，而鉆孔長度約為30-50m，造成測量設(shè)備在鉆孔中移動(dòng)次數(shù)過多。由于鉆孔傾角造成的水頭壓力誤差和設(shè)備自身缺陷，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備每次的測段不能太長，同時(shí)，由于設(shè)備自身缺陷會(huì)出現(xiàn)一系列的問題，如不能同時(shí)測量多個(gè)測段、測量工作量大、移動(dòng)次數(shù)多、測量不精確等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種頂板導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度分段觀測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)頂板導(dǎo)水裂隙帶任意角度的多段和同步測量，并且可根據(jù)鉆孔長度適當(dāng)?shù)脑黾右淮螠y量的測段數(shù)目，成倍的減少了工作量，提高了測量精度。
[0005]其技術(shù)解決方案包括:
[0006]—種頂板導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度分段觀測系統(tǒng)，其包括探測系統(tǒng)、封堵系統(tǒng)和供給測定系統(tǒng)，所述探測系統(tǒng)安裝在裂隙帶的鉆孔中，所述封堵系統(tǒng)用于封閉所述鉆孔，
[0007]所述探測系統(tǒng)包括測試探頭，所述測試探頭是由若干個(gè)探測單元依次連接在一起形成的，相鄰的探測單元之間通過卡槽接頭形成可拆卸連接，每個(gè)探測單元包括進(jìn)水管、回水管、壓力調(diào)節(jié)閥和電子流量計(jì)，所述進(jìn)水管和回水管呈平行排布，位于中部和尾部的探測單元其進(jìn)水管和回水管的兩端分別卡設(shè)在所述卡槽接頭上，位于前部的探測單元的進(jìn)水管和回水管的一端連接在所述卡槽接頭上，另一端連接有U形管道，相鄰的探測單元的進(jìn)水管、回水管保持在一條直線上，在卡槽接頭的內(nèi)部設(shè)置所述壓力調(diào)節(jié)閥，所述回水管上設(shè)置有出水口，所述電子流量計(jì)安設(shè)在所述出水口處，用于記錄該探測單元的流水量，每個(gè)探測單元中的水流壓力保持相等；
[0008]所述封堵系統(tǒng)包括膠囊連接管、緊固螺圈、封堵膠囊操作臺(tái)和若干個(gè)封堵膠囊，每個(gè)封堵膠囊均包繞在所述卡槽接頭的外部，由所述的緊固螺圈將封堵膠囊緊固在所述卡槽接頭上，所述膠囊連接管卡設(shè)在所述卡槽接頭上，用于將相鄰的封堵膠囊連通，所述封堵膠囊操作臺(tái)通過所述膠囊連接管向每個(gè)封堵膠囊內(nèi)輸送高壓氣源；
[0009]所述供給測定系統(tǒng)與所述進(jìn)水管連通，用于向進(jìn)水管內(nèi)注水、顯示并記錄各個(gè)參數(shù)。
[0010]上述技術(shù)方案直接帶來的有益技術(shù)效果為:將測試探頭設(shè)置為若干段即若干個(gè)單元，并且通過壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力值，保證每個(gè)探測單元的壓力值保持相等，由于存在若干個(gè)探測單元，又可實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆孔的同步測量。
[0011]測試探頭中的每個(gè)單元與封堵系統(tǒng)中封堵膠囊相配合，可形成數(shù)個(gè)相對(duì)獨(dú)立的探測單元，進(jìn)行多單元同步測量，可增加每次測量的總長度；而現(xiàn)有的探測裝置，只有一個(gè)探測單元，且單元長度較短，造成移動(dòng)、測量次數(shù)多、工作量大，精確度差。
[0012]本發(fā)明測漏系統(tǒng)可使每次測量總長度長、測試探頭移動(dòng)次數(shù)少、工作量成倍減少，當(dāng)探測單元測量時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥閉合，可使每個(gè)探測單元彼此間相對(duì)獨(dú)立，可減少水頭壓力造成的誤差，實(shí)現(xiàn)多段同步測量；當(dāng)探測單元缺水時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥開啟，可使每個(gè)探測單元依次補(bǔ)充壓力水源(先從位于前部的探測單元開始)。另外，由于壓力調(diào)節(jié)閥開啟壓力可根據(jù)鉆孔的傾角和各個(gè)探測單元所測長度來調(diào)節(jié)，因此利用該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)頂板導(dǎo)水裂隙帶的任意角度的鉆孔測量。
[0013]作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，所述卡槽接頭包括柱狀腔室、進(jìn)水管卡槽接頭、回水管卡槽接頭和封堵膠囊接頭，所述封堵膠囊接頭位于所述回水管卡槽接頭的上方，所述柱狀腔室的頂部和底部有向外側(cè)延伸的凸緣，所述封堵膠囊包繞在所述凸緣上。
[0014]上述技術(shù)方案所帶來的直接有益技術(shù)效果為:凸緣在緊固螺圈固定封堵膠囊時(shí)，起到支撐作用，通過緊固螺圈，可將封堵膠囊固定在凸緣上，使封堵膠囊與卡槽接頭形成起脹封堵膠囊所需的密封空間。
[0015]作為本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案，所述膠囊連接管分為獨(dú)立的若干段，在靠近每段膠囊連接管的前部和尾部處均設(shè)置有套緊螺絲，位于前部和尾部的膠囊連接管呈圓形擋板狀，用以擋住所述套緊螺絲。
[0016]優(yōu)選的，所述套緊螺絲中間呈圓孔狀，通過螺紋連接將膠囊連接管緊固在封堵膠囊接頭上。
[0017]上述技術(shù)方案所帶來的直接有益技術(shù)效果為:由于封堵膠囊接頭內(nèi)部也呈圓形擋板狀，因此可通過套緊螺絲與封堵膠囊接頭的配合，將膠囊連接管鑲嵌在封堵膠囊接頭內(nèi)，且彼此間壓實(shí)密封。
[0018]優(yōu)選的，每個(gè)探測單元中的進(jìn)水管是由可拆卸連接的進(jìn)水管一和進(jìn)水管二組成，每個(gè)探測單元的回水管由可拆卸連接的回水管一和回水管二組成。
[0019]上述技術(shù)方案所帶來的直接有益效果為:每個(gè)探測單元的進(jìn)水管均為可拆卸式，可根據(jù)探測單元個(gè)數(shù)，接長探測單元；同時(shí)，也便于安裝、維修更換方便。
[0020]優(yōu)選的，所述壓力調(diào)節(jié)閥包括彈簧、調(diào)節(jié)螺絲、密封壓板、活塞組、孔一、孔二和通水孔，所述調(diào)節(jié)螺絲位于所述密封壓板的頂部，所述彈簧位于密封壓板的底部，所述活塞組位于所述彈簧下方，所述調(diào)節(jié)螺絲通過調(diào)節(jié)密封壓板的位置來改變彈簧預(yù)緊力以達(dá)到相應(yīng)的開啟壓力，通過所述活塞組的移動(dòng)來控制水流。
[0021]上述技術(shù)方案所帶來的直接有益效果為:壓力調(diào)節(jié)閥的作用在于，其一是阻隔、密封相鄰的探測單元，抵消上個(gè)探測單元的水頭壓力對(duì)下個(gè)探測單元的影響，其二是當(dāng)某個(gè)探測單元缺水時(shí)，由于壓力差，使壓力調(diào)節(jié)閥開啟，由上個(gè)探測單元順序補(bǔ)充壓力水源，直至減少壓力差使壓力調(diào)節(jié)閥關(guān)閉；另外，壓力調(diào)節(jié)閥開啟壓力可根據(jù)鉆孔的傾角和各個(gè)探測單元所測長度來調(diào)節(jié)，因此利用該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)頂板導(dǎo)水裂隙帶的任意角度的鉆孔測量。
[0022]優(yōu)選的，所述壓力調(diào)節(jié)閥中，若孔一的壓力大于孔二的壓力，并達(dá)到所述調(diào)節(jié)螺絲設(shè)定的開啟壓力值時(shí)，活塞組上移，此時(shí)活塞組恰好連通所述通水孔，孔一側(cè)的水通過通水孔進(jìn)入孔二側(cè)，達(dá)到補(bǔ)充水的目的；若孔一側(cè)的水的壓力小于孔二側(cè)的水的壓力，在彈簧的作用下，活塞組在下側(cè)，此時(shí)，活塞組恰好密封所述通水孔。
[0023]優(yōu)選的，位于前部探測單元中的壓力調(diào)節(jié)閥中，調(diào)節(jié)螺絲所調(diào)節(jié)的開啟壓力通過試驗(yàn)設(shè)定的注水壓力來確定；位于中部探測單元和尾部探測單元的壓力調(diào)節(jié)閥中，調(diào)節(jié)螺絲所調(diào)節(jié)的開啟壓力通過鉆孔的傾角和各個(gè)探測單元所測長度來決定。
[0024]上述技術(shù)方案帶來的有益技術(shù)效果為:在安裝壓力調(diào)節(jié)閥前，根據(jù)鉆孔的傾角和各個(gè)探測單元所測長度來調(diào)節(jié)每個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥中的開啟壓力；前部探測單元中的壓力調(diào)節(jié)閥中開啟壓力是使注水壓力達(dá)到規(guī)定的數(shù)值，中部探測單元和尾部探測單元的壓力調(diào)節(jié)閥中開啟壓力是為形成相對(duì)獨(dú)立的探測單元，抵消水頭壓力誤差的影響，操作方法如各開啟壓力可通過調(diào)節(jié)螺絲調(diào)節(jié)到對(duì)應(yīng)的壓力刻度即可。
[0025]優(yōu)選的，所述供給測定系統(tǒng)包括注水操作臺(tái)、回水壓力表、電子記錄器、鉆機(jī)和鉆桿，所述注水操作臺(tái)向所述進(jìn)水管提供高壓水源，所述電子記錄器安裝注水操作臺(tái)上，用于記錄所述電子流量計(jì)的流水量參數(shù)，所述回水壓力表用于對(duì)回水管中的回水壓力進(jìn)行校正檢測，所述鉆機(jī)、鉆桿用于移動(dòng)所述探測系統(tǒng)，所述注水操作臺(tái)包括流量表、壓力表，分別用于觀測注水流量和注