[發明專利]礦井下巖層地應力快速測量裝備及方法

有效

• 申請號: 201610091492.9
• 申請日: 2016-02-18
• 公開（公告）號: CN105716747B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 黃炳香;趙興龍;陳樹亮;張權;孫天元
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;徐州佑學礦業科技有限公司
• 主分類號: G01L1/02
• 分類號: G01L1/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 畢強

1.一種礦井下巖層地應力快速測量裝備，其特征在于，包括水力致裂測量地應力的裝備；

所述水力致裂測量地應力的裝備具體包括鉆孔(1)和封隔器、封孔管路(13)、致裂管路(14)、壓力傳感器(15)、流量傳感器(16)、壓力表(17)、封孔管路泄壓閥(18)、致裂管路泄壓閥(19)、第一電控高壓泵輸出通道(20)、第二電控高壓泵輸出通道(21)、手壓泵輸出通道(22)、截止閥(23)、水力致裂測控儀(24)、手壓泵(25)、電控高壓泵(26)、工具箱(27)、高壓泵控制線路(28)、高壓泵控制柜(29)；

其中，上述各個零件結構之間的連接方式、位置關系以及結構布局如下：

所述電控高壓泵(26)具有兩個獨立的輸出通道，即第一電控高壓泵輸出通道(20)與第二電控高壓泵輸出通道(21)，所述電控高壓泵(26)還與所述高壓泵控制柜(29)電連接；

所述第一電控高壓泵輸出通道(20)連通封孔管路(13)，所述封孔管路(13)的前端設置有壓力表(17)和封孔管路泄壓閥(18)；

所述壓力表(17)用于觀測封孔管路的壓力，判斷封隔器的起封壓力，同時觀測封孔管路(13)的壓力變化；所述封孔管路泄壓閥(18)用于在施工結束后卸除封孔管路中的壓力，使封隔器解封；

所述手壓泵(25)的手壓泵輸出通道(22)通過三通與封孔管路(13)連通，當封孔管路出現異常，壓力表(17)的壓力出現下降時用于對封孔管路進行補壓，防止施工過程中封隔器漏水，發生沖孔，確保施工的順利進行；所述手壓泵輸出通道(22)設置有截止閥(23)；

所述封孔管路(13)用于通過外高壓管路連接到封隔器兩端的膨脹膠囊，用于實施封孔；

所述第二電控高壓泵輸出通道(21)的輸出端連通致裂管路(14)；

所述致裂管路(14)的前端上還設置有所述壓力傳感器(15)、流量傳感器(16)及致裂管路泄壓閥(19)；所述致裂管路(14)連接內高壓管路，用于實施致裂巖層；所述壓力傳感器(15)以及流量傳感器(16)分別與所述水力致裂測控儀(24)電連接；所述水力致裂測控儀(24)還通過所述高壓泵控制線路(28)與所述高壓泵控制柜(29)電連接；

所述壓力傳感器(15)監測致裂過程中管路中的壓力信息，并將所述壓力信息發送給水力致裂測控儀(24)；所述流量傳感器(16)監測致裂過程中的管路中的流量信息，并將所述流量信息發送給水力致裂測控儀(24)；所述水力致裂測控儀(24)用于接收所述壓力傳感器(15)的壓力信息以及所述流量傳感器(16)的流量信息，實時顯示致裂過程中管路中的壓力曲線及流量曲線，并記錄存儲致裂過程中管路中的壓力信息和流量信息，然后通過SD卡將記錄的數據傳輸給電腦，以便對監測數據進行二次處理；所述致裂管路泄壓閥(19)用于在施工結束后卸除致裂管路中的壓力，以便于施工人員安全拆除管路。

2.如權利要求1所述的礦井下巖層地應力快速測量裝備，其特征在于，

所述水力致裂測控儀(24)包括嵌入的地應力測量模塊；

所述地應力測量模塊，用于監測壓力信息以及流量信息，得到水壓力曲線，并根據所述水壓力曲線能分析計算得出水力致裂過程中的巖石破裂壓力、重張壓力以及閉合壓力；還用于結合所述巖石破裂壓力與所述重張壓力進一步計算得出地應力的數值。

3.如權利要求1所述的礦井下巖層地應力快速測量裝備，其特征在于，

所述手壓泵(25)的排量為20ml/次，最高壓力為60MPa，所述電控高壓泵(26)的排量為6L/min，最高壓力為60MPa；

所述手壓泵(25)的閥塊安裝在電控高壓泵(26)的液箱上，所述電控高壓泵(26)液箱上蓋板上開有小孔，且手壓泵(25)的液管通過該小孔放入電控高壓泵(26)的液箱中，兩者共用一個液箱，集成為一整體；

所述電控高壓泵的液箱旁邊設置有工具箱(27)，所述電控高壓泵(26)設置有底座及拉桿，且底座設置有四個輪子，前面兩個輪子為萬向輪，后邊兩個輪子為固定向輪。