[實用新型]一種底板含水層水壓動態監測設備

有效

• 申請號: 201821768174.2
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN208953189U
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 陳軍濤;尹立明;李明;馬凱;楊帆;張保良;張呈祥;程斌斌;門會理
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01L11/00
• 分類號: G01L11/00
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 張凱

本實用新型提供了一種底板含水層水壓動態監測設備，涉及礦井監測設備技術領域，解決了含水層水壓監測設備安裝困難以及監測精度不高的技術問題，該設備包括監測裝置、水壓平衡裝置、封孔裝置和注漿裝置，其中監測裝置包括監測管、壓力表、水壓記錄儀和報警儀，水壓平衡裝置包括注水倉、穩壓泵和注水管，封孔裝置包括風機、風管、氣囊和孔口密封層，注漿裝置包括料倉、注漿泵、注漿管和注漿層。施工時首先在煤層底板打大直徑鉆孔和小直徑鉆孔，將注水管沿鉆孔中心伸至含水層內，在大直徑鉆孔段進行封堵，通過穩壓泵向注水管注水，監測裝置通過監測管實時監測水壓。本實用新型還具有施工簡單，快速封堵，實時監測精度高等優點。

技術領域

本實用新型涉及礦井監測設備技術領域，尤其是一種用于礦井的底板含水層水壓動態監測的設備。

背景技術

隨著我國煤層開采強度和深部的逐年增大，承壓水上煤層開采受到底板突水的威脅越來越大。煤層開采期間需要及時監測底板承壓水的水壓，做好安全防治工作。現有技術中，對底板承壓水常規的檢測方法包括：(1)在底板含水層上開設監測鉆孔，監測鉆孔的上端再次同心鉆出直徑大于監測鉆孔的套孔，在將壓力監測裝置安裝在監測鉆孔之后，在監測鉆孔和其上端的套孔之間利用堵料進行注漿封孔，利用壓力監測裝置對底板承壓水的壓力進行監測。(2)一次鉆鑿同一直徑的鉆孔，包括開設在底板含水層中的監測鉆孔，以遇水膨脹堵料和密封料漿進行封堵，由底板含水層向測壓鉆孔滲出承壓水，壓力計探頭依次穿過封堵段與承壓水接觸，從而達到監測水壓的目的。

現有的底板承壓水水壓監測方法存在以下問題：(1)在監測鉆孔以及其上端的套孔之間填充完堵料之后，如果在底板表面再次施工時，會使對堵料以及其周圍的鉆孔出現間隙，底板承壓水會經由該間隙冒出，從而造成該監測鉆孔失效，甚至引發鉆孔圍巖突水，威脅煤層的安全開采。(2)采用同一直徑的鉆頭鉆鑿的測壓鉆孔，可能會由于封堵料漿與鉆孔滲出的承壓水長期耦合，導致料漿被稀釋而難以快速膠結，容易發生底板鉆孔突水事故。為解決上述問題，需要對現有的監測設備做進一步的改進。

實用新型內容

為解決含水層水壓監測設備安裝困難以及含水層水壓實時監測精度不高的技術問題，本實用新型提供了一種底板含水層水壓動態監測設備，具體技術方案如下。

一種底板含水層水壓動態監測設備，包括監測裝置、水壓平衡裝置、封孔裝置和注漿裝置；所述監測裝置包括監測管、壓力表、水壓記錄儀和報警儀；所述水壓平衡裝置包括注水倉、穩壓泵和注水管，所述封孔裝置包括風機、風管、氣囊和孔口密封層，所述注漿裝置包括料倉、注漿泵、注漿管和注漿層；所述水壓平衡裝置的注水管下端設置在含水層內，注水管下端設置有多個注水孔；所述監測裝置的監測管和注水管連通；所述封孔裝置的氣囊設置在鉆孔內，密封層設置在氣囊下方；所述注漿裝置的注漿層設置在氣囊的上方；所述鉆孔呈階梯狀，鉆孔上部的直徑大于鉆孔下部的直徑。

優選的是，風機通過風管將空氣注入氣囊內，所述風管上設置有止風閥，所述氣囊內設置有氣壓監測器。

進一步優選的是，氣囊呈環裝，所述注水管穿過氣囊，氣囊充氣后和鉆孔過盈配合。

優選的是，水倉出口處設置有過濾器和水流控制閥，所述穩壓泵和注水管連接，所述注水管在鉆孔中依次穿過注漿層、氣囊和孔口密封層延伸至含水層內的鉆孔中。

進一步優選的是，監測管上依次設置有監測控制閥、安全閥、壓力表、水壓記錄儀和報警儀，所述安全閥的動作水壓值大于報警儀的動作水壓值，所述安全閥和壓力表之間設置有試水閥。

優選的是，鉆孔上部的直徑為120～160mm，鉆孔下部的直徑為50～90mm；所述注水管的直徑為10～20mm。

本實用新型的有益效果包括：

(1)該監測系統采用外注靜壓水透過注水孔與承壓水達到動態平衡的原理監測水壓，可實現實時監測煤層開采期間底板含水層的水壓變化。