[實用新型]煤巖層卸壓鉆孔變形監測裝置

有效

• 申請號: 201520611412.9
• 申請日: 2015-08-14
• 公開（公告）號: CN204899903U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 王書文;史慶穩;藍航;潘俊鋒
• 申請（專利權）人: 天地科技股份有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種監測煤巖層鉆孔變形的裝置，尤其適用于監測沖擊地壓礦井大直徑卸壓鉆孔的大變形過程。

背景技術

在煤礦等礦山領域，隨著采深和開采強度的不斷加大，沖擊地壓災害日益嚴重。沖擊地壓治理已成為保障沖擊地壓礦井安全生產的第一要務。

大直徑鉆孔卸壓作為防治沖擊地壓的有效措施，在沖擊地壓礦井被廣泛采用，并取得了積極效果。卸壓鉆孔主要通過鉆孔自身變形和鉆孔周圍煤巖破碎乃至塌孔實現釋放煤巖層中彈性變形能的作用。因此，鉆孔卸壓效果與鉆孔變形量及其隨時間的變化關系密切相關，相關數據對于鉆孔參數設計、優化及其卸壓時效性評判具有重要指導意義。可見，卸壓鉆孔變形過程的監測具有重要實用價值。

經查詢，現有的36-2型鉆孔變形計及實用新型專利“高靈敏度鉆孔變形計”(專利號：CN203719798U)、實用新型專利“三分向雙環鉆孔變形計”(專利號：CU203310554U)僅適用于地應力測量時對小直徑鉆孔的彈性變形進行測量，無法對大直徑鉆孔的大變形甚至塌孔進行監測。

發明專利“一種模擬測試鉆孔變形的裝置及方法”(專利號：CN104535422N)利用實驗室相似模擬獲取的鉆孔變形量與相對壓力的對應關系，間接反映鉆孔變形量。但該裝置在工作過程中，膠囊壓力感應器及管路組成的液壓系統是封閉的，受液體可壓縮性的限制，當膠囊內液體壓力過高時，將對鉆孔內壁施加較高反作用力，進而改變鉆孔在自然條件下的變形規律，獲取的變形量數據將偏離實際情況。另外，為獲取“變形量-壓力”對應關系，在開展現場監測之前，需專門制作多個相似模擬試驗臺，工藝相對復雜且成本高。

目前，還沒有一種準確度高、工藝簡便、成本低廉的煤巖層卸壓鉆孔大變形監測裝置。

實用新型內容

(1)要解決的技術問題

本實用新型的目的是提供一種能夠準確監測煤巖層大直徑卸壓鉆孔變形量隨時間的變化過程的裝置，同時實現操作工藝簡單、成本低廉的目標。

(2)技術方案

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：

煤巖層卸壓鉆孔變形監測裝置，它包括變形感應枕、導向錐、導水管、防滑倒刺、單向閥、溢流閥、高精度流量計。變形感應枕外形呈圓柱形，沿變形感應枕中心軸線設置有一根連接導水管的注水軸。導水管另一端連接有三通，三通的另外兩端分別連接單向閥和溢流閥、高精度流量計。

所述的變形感應枕采用橡膠材料制成，兩底面的厚度均為5～7mm，具有一定硬度，直徑略小于鉆孔直徑；側面厚度1～2mm，具有較好彈性。在變形感應枕的尾部設置有排氣開關。

所述的注水軸為中空的，由堅硬金屬材料制成，兩端頭封閉，沿變形感應枕中心軸線設置，尾部超出變形感應枕5～10cm，端部與變形感應枕緊密連接。注水軸在變形感應枕內的部分設置有6～10個圓形導水孔。在注水軸外露段設置有安裝桿卡頭。

所述的導向錐為無底面的中空圓錐體，底部可通過絲扣與變形感應枕端部外緣連接。

所述的導水管采用低剛度金屬材料制成，外徑Φ5～7mm，與注水軸外露段側面連通。

所述的防滑倒刺由6～8根鋼絲和固定環焊接而成，其中固定環設有內螺紋，可與注水軸外露部分的外螺紋匹配。

所述的溢流閥可人工設定整定壓力，并可起到穩定變形感應枕內水體壓力的作用。

本實用新型的有益效果是：變形感應枕內設置了注水軸，且變形感應枕兩底面橡膠厚度較大，并具有一定強度，如此可保證變形感應枕的圓柱形狀，避免其在鉆孔內推送過程中發生彎曲；注水軸與變形感應枕的兩底面緊密連接，能夠限制變形感應枕在水壓增大時的軸向膨脹變形，保證變形感應枕出水量與卸壓鉆孔變形量的精確對應關系；通過設置防滑倒刺，可避免大仰角鉆孔變形監測時變形感應枕容易滑出的問題；通過設置導向錐，可防止變形感應枕在推送過程中不斷堆積鉆孔底部的殘留鉆屑；通過設置溢流閥及其整定壓力，可使變形感應枕在與鉆孔孔壁充分接觸的情況下，保持恒定的低水壓，不足以影響鉆孔的自然變形特征，并可敏感的感知鉆孔變形。該實用新型具有安裝方便，生產成本低，適用性強，測量準確度高等優點。

附圖說明

圖1是本實用新型的煤巖層卸壓鉆孔變形監測裝置的整體圖。

圖2是本實用新型的煤巖層卸壓鉆孔變形監測裝置中變形感應枕的剖面圖。

圖3是本實用新型的煤巖層卸壓鉆孔變形監測裝置中防滑倒刺的側視圖。

圖4是在同一個傾斜鉆孔內布置多個變形感應枕時的現場安裝時的示意圖。