[发明专利]一种煤系共伴生资源底板裂隙深度探测装置及方法

说明书

本发明公开一种煤系共伴生资源底板裂隙深度探测装置及方法，包括外部固定机构和测量机构，固定机构包括圆形凸台和圆筒。圆形凸台中间布置有供测量机构皮尺与钢丝绳穿过的圆孔，圆形凸台与圆筒同心连接。测量机构包括金属锥、钢丝绳、悬浮块、皮尺和测量表。钢丝绳一端连接金属锥，一端与测量表连接，钢丝绳运动时可协同悬浮块和皮尺一起移动。本发明巧妙地利用水的流动性和浮力，采用简单的物理方法对巷道底板破坏深度进行测量。该装置成本低廉，可操作性强，方便巷道底板破坏深度测量的工序，准确性明显高于电磁法测量底板裂隙破坏深度范围，可减少井下测量人员的工作量，提高巷道底板破坏深度的准确率，对煤炭安全开采具有明显的意义。

技术领域

本发明涉及煤矿开采领域，尤其涉及一种煤系共伴生资源底板裂隙深度探测装置及方法。

背景技术

我国的沉积盆地特别是西部盆地资源叠置、共存情况普遍，主要表现为石油、天然气、煤炭、煤层气、铀矿等能源矿产以及上述能源矿产与钾盐、铝土矿等矿产在垂向空间上的共生共存。

煤层在开采过程中，岩层中原有的应力平衡状态(从底板和顶板到地表的整个覆盖层)发生变化，其中煤层底板岩层中由于构造应力及采动应力作用产生大量微裂纹、裂隙以及节理等宏观非连续面，在矿山压力作用下，很容易扩展贯通，煤层采动裂隙带将破坏铀矿资源地浸开采条件，威胁或导致铀矿不能开发利用。

为了准确掌握煤层开采后底板岩层中裂隙的发育规律，避免煤矿开采过程中的水害威胁，同时也为了对工作面开采支架选型提供有效指导，部分发明人发明了监测煤层地板裂隙发育监测装置与方法。专利申请号为201711079113.5的中国专利公开了一种煤层底板采动裂隙发育监测装置与方法，属于煤层底板采动裂隙监测技术领域。该发明包括检测模块，水平检测模块、状态数据收集模块、受力数据收集模块、破坏监测模块等，各模块间通过导线连接，可检测煤层底板形状与材质，收集采动裂隙的大小和方向。该方法的缺点是由于构成装置的模块较多且采用多条导线连接，不仅极大地占用了煤矿井下巷道的空间，而且导线极易被井下传送皮带等大型机械设备挂断等，同时各电子模块也很容易受到井下由其它电子设备产生电波的影响，严重影响底板裂隙探测的准确性。

与本申请有关的中国专利(申请号为201610392359.7)，它公开了一种煤层底板采动裂隙发育监测装置与方法。该发明首先在煤层底板上铺设加固层，在加固层上依次设置多个套管组件，套管组件穿过加固层穿入煤层底板中，套管管体中安装有水压传感器、超声探伤模块和应力传感器，各传感器与监测中心通过电缆连接，在监测过程中通过监测中心对各传感器获得的信息进行处理判断煤层底板中是否有突水危险。该发明同样存在设备线路过多、占地面积偏大、电信号易受干扰等因素的影响，其实现过程较为复杂，测试工序繁琐，成本较高。

综上所述，有必要设计一种新的煤系共伴生资源底板裂隙深度探测装置及方法来满足目前煤矿底板破坏监测的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种煤系共伴生资源底板裂隙深度探测装置及方法。所述探测装置为一种探测煤矿巷道底板裂隙发育深度的装置。

本发明方案包括：

一种煤系共伴生资源底板裂隙深度探测装置，其包括外部固定机构和测量机构，其中：

所述的固定机构包括圆形凸台和圆筒。所述的圆形凸台中间布置有供测量机构皮尺与钢丝绳穿过的圆孔，所述的圆形凸台与所述的圆筒同心连接，其作用主要是为了将装置固定于底板测量钻孔之上。所述的圆筒直径在4～6cm，圆筒底部有供测量机构皮尺与钢丝绳穿过的圆孔。