[发明专利]底板采动破坏带分段观测系统

说明书

本发明公开了一种底板采动破坏带分段观测系统，属于矿山底板岩体破坏范围测定技术领域。该观测系统包括封堵系统、探测系统、压力转换系统和推进供给系统，其中，封堵系统包括封堵外管、胶囊进水开关、封堵胶囊和滑移套管，相邻的封堵胶囊之间通过胶囊连接管接通；探测系统的探测内管包括依次连接在一起的I型探测内管和II型探测内管，在I型探测内管上设置有可伸缩充放水头；探测内管位于封堵外管内，并可在封堵外管内相对滑动；当探测内管在封堵外管内相对滑动时，可伸缩充放水头恰好与所述胶囊进水开关配合形成打开或关闭状态。本发明可以实现观测系统的一次封堵多段依次测量，提高测量效率，并且实现了单系统供水测定一体化。

技术领域

本发明属于矿山底板岩体破坏范围测定技术领域，具体涉及底板采动破坏带分段观测系统。

背景技术

矿山顶底板岩体破坏范围的测量是标志煤岩赋存状态的重要参数。在研究矿井防治水时，它是一个关键性的基础参数，因此，研究采动围岩中的导水通道的形成，就有必要掌握岩层移动规律和确定顶底板岩体破坏范围。目前现有技术中通常采用数值模拟、经验公式预计、现场实测等手段进行观测。

然而，由于现场条件复杂，在一定程度上，数值模拟不能很好的反映现场情况，经验公式预计的盲目性较大，随着采深加大，经验公式适用性越来越差。对底板采动破坏带的观测中，存在的技术缺陷还有：首先，现有的双端封堵观测系统在探测时需要多次进行推进探测，分多段进行探测，由于钻孔长度大致在50-70m，每次推进探测长度大约1m，推进次数过多使得人工工作量大大增加，进而可能影响测量精确性，并且测量效率不高；其次，在实际观测过程中，需要进行多次的充放水，进行胶囊起胀及裂隙充水，另外，传统的起胀胶囊在高压水的作用下，由于应力的集中导致其容易破裂；最后，钻孔内观测水源压力较大会对钻孔孔壁内原有裂隙形成扩张作用，现有的双端封堵系统需要频繁的更换不同压力水源，现有技术未能同时解决上述四个问题。

发明内容

本发明的任务在于提供一种底板采动破坏带分段观测系统，该探测系统首先可以实现观测系统的一次封堵多段依次测量，提高了测量效率；其次，实现了单系统供水测定一体化，不仅解决了钻孔内多管道绕线问题，而且减少了操作系统个数(传统的测量中封堵系统与测漏系统是分别测量的)，同时实现了同一水源下水压力的转换，保证了封堵过程与探测过程在各自水压力下工作；最后，避免了封堵胶囊的高压充水易破裂问题，提高了测量过程的稳定性。

其技术解决方案包括：

一种底板采动破坏带分段观测系统，其包括封堵系统、探测系统、压力转换系统和推进供给系统，所述探测系统包括导向锥和探测内管，所述探测内管包括依次连接在一起的I型探测内管和II型探测内管，所述I型探测内管用于伸入岩层的最内侧，所述导向锥安装在所述I型探测内管的头部，所述II型探测内管设置有若干段，其特征在于：在所述I型探测内管上设置有可伸缩充放水头；

所述封堵系统包括封堵外管、胶囊进水开关、若干个封堵胶囊和若干个滑移套管，相邻的封堵胶囊之间通过胶囊连接管接通，所述滑移套管套置在所述封堵外管上，其中，每个封堵胶囊均包括外封堵胶囊和内封堵胶囊，所述外封堵胶囊的一端固定在所述滑移套管的外侧，另一端固定在所述封堵外管凸起部的外侧，所述内封堵胶囊的一端固定在所述滑移套管的内侧，另一端固定在所述封堵外管上，相邻的封堵胶囊之间的封堵外管的顶部均设置有漏水孔，所述探测内管位于所述封堵外管内，并可在所述封堵外管内相对滑动；所述胶囊进水开关设置在位于最外侧的封堵胶囊处的封堵外管上，并且，当探测内管在所述封堵外管内相对滑动时，所述可伸缩充放水头恰好与所述胶囊进水开关配合形成打开或关闭状态，

所述推进供给系统包括钻机、钻杆和注水操作台；

所述压力转化系统位于钻机与探测内管之间的钻杆上，其包括套管一、套管二和压力转换阀门，所述套管一、套管二与所述钻杆形成螺纹连接，所述压力转换阀门包括转换管和压力转换器，所述压力转换器位于所述转换管内部。