[发明专利]一种监测无煤柱沿空留巷底板裂隙发育的探测系统及方法

摘要

一种监测无煤柱沿空留巷底板裂隙发育的探测系统及方法，在无煤柱沿空留巷一侧开凿底板钻场，对底板岩层施工不同角度的钻孔，采用对接密封系统将透明中空管逐段对接送入钻孔内；对钻孔与透明中空管间的缝隙进行注浆锚固后，利用探测定位组件记录测量尺上不同刻度位置钻孔围岩裂隙，在开采不同阶段多次开展底板采动破坏规律演化监测任务直至数据趋于稳定方可结束观测。本发明从钻孔钻场向待采煤层底板方向延伸并排设置的底板小角度钻孔、底板中角度钻孔和底板大角度钻孔立体排布，可以通过观测同一时间相邻的钻孔和同一钻孔在不同采煤阶段的裂隙情况圈定出底板塑性破坏区发育形态和煤层开采后底板破坏区发育形态，为安全施工提供可靠的数据参考。

主权项

1.一种监测无煤柱沿空留巷底板裂隙发育的探测系统，包括回采巷道（42），所述回采巷道（42）一侧为待回采煤层（43），另一侧为相邻煤层（40），其特征在于，相邻煤层（40）上设有底板钻孔钻场（41），从底板钻孔钻场（41）向待回采煤层（43）底板下方延伸设有底板小角度钻孔（45）、底板中角度钻孔（46）和底板大角度钻孔（47），底板小角度钻孔（45）、底板中角度钻孔（46）和底板大角度钻孔（47）依次并排设置，且相互间隔1‑2m，所述底板小角度钻孔（45）、底板中角度钻孔（46）和底板大角度钻孔（47）中均设有密封观测筒，密封观测筒露出钻孔口0.5~1.0m，所述密封观测筒内设有探测定位组件；所述密封观测筒包括多根相互连接的透明中空管（8），相邻透明中空管（8）由对接密封组件连接在一起，所述对接密封组件包括对接套筒（7）和设在对接套筒（7）两端的“U”形卡簧（5），所述对接套筒（7）两端分别套在相邻的透明中空管（8）端部，两个“U”形卡簧（5）分别垂直于对接套筒（7）从对接套筒（7）筒壁上的对穿孔（6）和透明中空管（8）的通槽（24）穿过，将对接套筒（7）和相邻的透明中空管（8）连在一起；所述密封观测筒筒底设有封底密封组件，所述封底密封组件包括封底套筒（19），封底套筒（19）固定在密封观测筒的筒底一端，且封底套筒（19）底部设有封底面（22），所述封底套筒（19）的封底面（22）与密封观测筒筒底之间及相邻透明中空管（8）的对接处均设有防水“O”型垫片（11）；所述对接套筒（7）和封底套筒（19）外壁上均设有防跑偏部件，所述防跑偏部件包括沿套筒周向分布设在套筒外壁上的三个防跑偏定位销（9），所述三个防跑偏定位销（9）分别沿套筒径向旋入定位销螺纹孔（10）并紧固在套筒筒壁上，且防跑偏定位销（9）外端与钻孔的孔壁相距2~5mm；所述密封观测筒与钻孔孔壁之间有大流动性无收缩灌浆材料凝固形成的钻孔注浆体（3），密封观测筒内侧筒壁上设有测量部件，所述测量部件包括多段刻度相连的测量尺（4），所述每段测量尺（4）的长度与透明中空管（8）的长度一致，一面标有刻度，另一面通过锚固胶（23）固定粘结在透明中空管（8）内壁上；所述探测定位组件包括本质安全型钻孔窥视仪（18），本质安全型钻孔窥视仪（18）通过电缆线（12）连接钻孔窥视器（53），所述本质安全型钻孔窥视仪（18）外设有定位套筒（13），环绕定位套筒（13）的三根螺钉（15）分别从定位套筒（13）外壁沿定位套筒（13）径向旋入，将定位套筒（13）固定在本质安全型钻孔窥视仪（18）上；所述定位套筒（13）筒壁上分布设有多根弹簧（17），所述弹簧（17）沿定位套筒（13）径向延伸，且一端焊接在定位套筒（13）上，另一端固定有防刮球（14）。