[發(fā)明專利]一種推脹式被保護(hù)層膨脹變形量自動(dòng)測(cè)定裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110593838.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN113237453B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐成;仇海生;趙洪瑞;曹垚林;王貝;翟青妮;郭懷廣;廖巍;張開加;劉曉輝;倪興;林海鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)沈陽研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01B21/32
• 分類號(hào): G01B21/32;G01B11/16
• 代理公司: 沈陽易通專利事務(wù)所 21116
• 代理人: 邢慧清

1.一種推脹式被保護(hù)層膨脹變形量自動(dòng)測(cè)定裝置，其特征在于，該裝置包括伸縮保護(hù)外套、第一膨脹固定器、第一連接鉆桿、位移傳感器、壓力彈簧、鎧裝電纜和數(shù)顯表，位移傳感器的一端與伸縮保護(hù)外套內(nèi)部端面相鉸接，位移傳感器的另一端與第一連接鉆桿相連接，位移傳感器可在伸縮保護(hù)外套中沿軸向移動(dòng)，伸縮保護(hù)外套中設(shè)有壓力彈簧，壓力彈簧的一端與伸縮保護(hù)外套相連接，另一端與位移傳感器外壁相連接，第一連接鉆桿另外與第一膨脹固定器相連接，位移傳感器末端通過鎧裝電纜與外部數(shù)顯表相連接；

所述第一膨脹固定器包括第一儲(chǔ)液缸、第一儲(chǔ)液缸推桿、第一液壓膨脹膠囊、第一膠囊注液管、第一固定器中部管、第一高壓溢流閥和反扣高壓接頭，所述第一液壓膨脹膠囊扣押密封在第一固定器中部管外部，第一膠囊注液管的出口端伸入至第一液壓膨脹膠囊與第一固定器中部管之間的密封空間，第一膠囊注液管的入口端與所述第一高壓溢流閥相連接，第一高壓溢流閥與第一儲(chǔ)液缸相通，在第一儲(chǔ)液缸內(nèi)設(shè)有液壓油以及可沿第一儲(chǔ)液缸軸向移動(dòng)的第一儲(chǔ)液缸推桿，第一儲(chǔ)液缸推桿的末端設(shè)有反扣高壓接頭，用于與外部推送鉆桿通過反向螺紋相連接，所述第一固定器中部管上設(shè)有中部管斜孔，鎧裝電纜與位移傳感器連接后依次穿過第一連接鉆桿及第一固定器中部管內(nèi)部，最終通過中部管斜孔穿出與外部數(shù)顯表相連接；

所述第一儲(chǔ)液缸與第一儲(chǔ)液缸推桿以及第一高壓溢流閥之間均為高壓密封，所述第一液壓膨脹膠囊膨脹后最大外徑大于鉆孔內(nèi)徑。

2.如權(quán)利要求1所述的一種推脹式被保護(hù)層膨脹變形量自動(dòng)測(cè)定裝置，其特征在于，所述第一連接鉆桿的數(shù)量為至少一個(gè)，當(dāng)?shù)谝贿B接鉆桿的數(shù)量為兩個(gè)以上時(shí)，頭端的第一連接鉆桿與位移傳感器相連接，最末端的第一連接鉆桿與第一膨脹固定器相連接，兩個(gè)第一連接鉆桿之間通過正向螺紋連接。

3.如權(quán)利要求1所述的一種推脹式被保護(hù)層膨脹變形量自動(dòng)測(cè)定裝置，其特征在于，所述位移傳感器為伸縮式位移傳感器、激光位移傳感器、光纖位移傳感器或光柵位移傳感器。

4.如權(quán)利要求1所述的一種推脹式被保護(hù)層膨脹變形量自動(dòng)測(cè)定裝置，其特征在于，所述位移傳感器、鎧裝電纜和數(shù)顯表均為本安型。

5.一種推脹式被保護(hù)層膨脹變形量自動(dòng)測(cè)定裝置的測(cè)定方法，利用如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的推脹式被保護(hù)層膨脹變形量自動(dòng)測(cè)定裝置，按照如下步驟進(jìn)行：

步驟一，選擇煤巖層賦存穩(wěn)定的巷道，利用鉆機(jī)施工預(yù)定尺寸鉆孔穿過被保護(hù)層，穿過煤層1m后停止施工；

步驟二，利用外部推送鉆桿與第一儲(chǔ)液缸推桿連接，利用外部推送鉆桿將推脹式被保護(hù)層膨脹變形量自動(dòng)測(cè)定裝置推送至鉆孔頂部，軸向推動(dòng)外部推送鉆桿，將伸縮保護(hù)外套推至鉆孔孔底，繼續(xù)推動(dòng)鉆桿帶動(dòng)第一儲(chǔ)液缸推桿軸向移動(dòng)，當(dāng)儲(chǔ)液缸中的液壓油壓力超過溢流閥閾值時(shí)，液壓油流經(jīng)第一膠囊注液管至膨脹膠囊密封空間，膨脹膠囊體積膨脹，擠壓鉆孔巖壁固定；

步驟三，第一膨脹固定器膨脹固定后，將鎧裝電纜與數(shù)顯表相連，通過數(shù)顯表顯示位移傳感器讀數(shù)；

利用鉆機(jī)向外拉動(dòng)外部推送鉆桿帶動(dòng)第一膨脹固定器向孔口方向微量移動(dòng)，移動(dòng)量s小于伸縮保護(hù)外套行程，帶動(dòng)位移傳感器軸向移動(dòng)s；反向旋轉(zhuǎn)鉆桿，實(shí)現(xiàn)反扣高壓接頭與外部推送鉆桿脫離，撤出外部推送鉆桿；

步驟四，將數(shù)顯表歸零，保護(hù)層回采的過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)記錄數(shù)顯表的位移量讀數(shù)，根據(jù)鉆孔角度即可換算得到被保護(hù)層膨脹變形量。

6.如權(quán)利要求1所述的一種推脹式被保護(hù)層膨脹變形量自動(dòng)測(cè)定裝置，其特征在于，所述推脹式被保護(hù)層膨脹變形量自動(dòng)測(cè)定裝置還包括第二膨脹固定器和第二連接鉆桿，所述第二膨脹固定器包括第二儲(chǔ)液缸、第二儲(chǔ)液缸推桿、第二液壓膨脹膠囊、第二膠囊注液管、第二固定器中部管、第二高壓溢流閥；第二液壓膨脹膠囊扣押密封在第二固定器中部管外部，第二膠囊注液管的出口端伸入至第二液壓膨脹膠囊與第二固定器中部管之間的密封空間，第二膠囊注液管的入口端與所述第二高壓溢流閥相連接，第二高壓溢流閥與第二儲(chǔ)液缸相通，在第二儲(chǔ)液缸內(nèi)設(shè)有液壓油以及可沿第二儲(chǔ)液缸軸向移動(dòng)的第二儲(chǔ)液缸推桿，第二儲(chǔ)液缸推桿末端與第二連接鉆桿相連接，所述第二膨脹固定器通過第二連接鉆桿與伸縮保護(hù)外套頭端相連接。