[實用新型]一種淺埋深煤層采動松散層入滲率變化測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720331043.7
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN206627406U
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 肖樂樂;牛超;聶文杰;王生全;曾社教;張慧婷;鄧月華
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙)37104
• 代理人: 黃曉敏,于正河

技術領域：

本實用新型屬于滲透率變化探測技術領域，涉及一種煤層開采前后覆巖地層中松散層受采動影響下的滲透率變化探測設備，特別是一種淺埋深煤層采動松散層入滲率變化測量裝置。

背景技術：

中國煤炭經(jīng)濟形勢自2012年以來持續(xù)低迷，目前煤炭價格已經(jīng)低于某些地區(qū)的煤炭生產(chǎn)成本，特別是傳統(tǒng)的煤炭產(chǎn)區(qū)—華北型煤田，華北型煤田由于開采煤層較深，煤炭在生產(chǎn)過程中遇到的不安全因素較多，例如水害、瓦斯災害、頂板災害等。西北地區(qū)由于煤層賦存的地質條件較為簡單，煤炭開采成本相對較低，煤炭開采過程中涉及的不安全因素的危險程度相對較低，因此西北已成為我國煤炭能源最主要的基地。由于西北煤田能源基地的煤層主要為侏羅系煤層，埋深較淺，煤層在開采過程中涉及的主要問題是第四系含水層的水害防治問題、第四系含水層保護問題。其中的第四系松散含水層水害已成為威脅煤層開采的主要防治水問題，而干旱地區(qū)的保水采煤已成為西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護的重中之重。

目前，對于松散層水害的防治主要涉及兩個方面的問題，一個是大氣降水的滲入，其作為含水層水的補給問題；另一個是煤層開采后第四系地層經(jīng)過變形、運動并重新穩(wěn)定后的滲透性變化情況。這兩者都涉及前面所述的防治水及保水采煤問題。對于大氣降水的入滲研究，可以對礦井涌水量的預計提供關鍵性的參數(shù)，同時也可以獲得第四系含水層的水文地質參數(shù)，用以第四系含水層的富水性評價等；對于第四系含水層的保水采煤問題，通過連續(xù)探測第四系松散含水層滲透性的變化，用以評價松散層中隔水層的隔水性能是否具有自我修復功能，或用探測結果表明煤層采動是否影響至該層位。因此對松散層滲透性的變化探測是非常重要的，探測成果亦是非常有意義的。

當前還未見有針對松散含水層的滲透性的研究報道，特別是在淺埋深煤層開采過程中覆巖松散含水層的滲透性探測方面未見有相應的研究內容。因此迫切需要開發(fā)一種創(chuàng)新性淺埋深煤層采動松散層入滲率變化測量裝置，用以對淺埋深煤層礦區(qū)第四系松散含水層的滲透性變化探測及研究工作。

發(fā)明內容：

本實用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術存在的缺點，尋求設計提供一種淺埋深煤層采動松散層入滲率變化測量裝置，用以對淺埋深煤層礦區(qū)第四系松散含水層的滲透性變化探測及研究工作。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的主體結構包括硬質塑料探頭外殼、金屬探針、多芯集成傳輸管、卸載推動器、加載推動器、硬質塑料探針裝載板、加載動力傳輸管、卸載動力連接管、多芯電纜、支架、密封殼體、探針孔、多芯電纜接頭、密封板和密封板滑軌；密封殼體內側設置有硬質塑料探頭外殼，用于保護金屬探針，PVC材料制成的圓柱狀結構的密封殼體側壁上均勻設有十七個探針孔，探針孔內設置有一層高彈橡膠，使金屬探針在穿過探針孔后具有密封性能，避免松散層水進入密封殼體內；密封殼體頂部留設密封板和密封板滑軌，用以在金屬探針加載及卸載過程中保持密封性，密封板滑軌上設置有密封膠墊，多芯傳輸管道固定在密封板滑軌上，密封殼體的長度為2m，壁厚為5mm，直徑為70mm；密封殼體內部側壁上均勻設置有三組與探針孔位置相對的加載推動器，加載推動器的頂部固定在硬質塑料探針裝載板上，用以加載時推動金屬探針進入探測目標層內，三組加載推動器之間由加載動力傳輸管聯(lián)通，并使用打氣裝置進行推動；密封殼體的尾部和頂部分別設有一組卸載推動器，卸載推動器的結構和參數(shù)與加載推動器一致，兩組卸載推動器通過卸載動力連接管聯(lián)通，卸載動力連接管安裝在長度為50米的多芯集成傳輸管內；鋼質材料的金屬探針固定在硬質塑料探針裝載板上，金屬探針的長度為40mm，直徑為2mm，相鄰兩個金屬探針的間距為10mm，金屬探針的個數(shù)與探針孔一致；每個金屬探針單獨連接的導線匯集在多芯電纜內，并與卸載動力連接管、加載動力傳輸管一塊集成于多芯集成傳輸管，卸載推動器的收縮位置與金屬探針中部對齊位置處以及加載推動器的收縮位置處均安裝支架；多芯集成傳輸管的末端設置有多芯電纜接頭，多芯電纜接頭與外部的多功能激電儀連接，用于進行直流電阻率數(shù)據(jù)的采集。

本實用新型所述加載推動器為千斤頂式推動裝置，打氣裝置采用打氣筒，由于金屬探針直徑僅為2mm，因此在小型推動器的推動作用下可以輕松進入松散層中，加載推動器的直徑為35mm，收縮長度為20mm，加載長度為50mm。

本實用新型所述密封殼體呈圓柱狀，采用PVC(Polyvinyl chloride，聚氯乙烯)材料制成，減少由于探測裝置的導電性影響對松散層的探測結果準確性。