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      煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置的制造方法

      文檔序號(hào):9990954閱讀:277來源:國知局
      煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)煤巖層鉆孔變形的裝置,尤其適用于監(jiān)測(cè)沖擊地壓礦井大直徑卸壓鉆孔的大變形過程。
      【背景技術(shù)】
      [0002]在煤礦等礦山領(lǐng)域,隨著采深和開采強(qiáng)度的不斷加大,沖擊地壓災(zāi)害日益嚴(yán)重。沖擊地壓治理已成為保障沖擊地壓礦井安全生產(chǎn)的第一要?jiǎng)?wù)。
      [0003]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(shí)現(xiàn)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(shí)間的變化關(guān)系密切相關(guān),相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)于鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)、優(yōu)化及其卸壓時(shí)效性評(píng)判具有重要指導(dǎo)意義??梢?,卸壓鉆孔變形過程的監(jiān)測(cè)具有重要實(shí)用價(jià)值。
      [0004]經(jīng)查詢,現(xiàn)有的36-2型鉆孔變形計(jì)及實(shí)用新型專利“高靈敏度鉆孔變形計(jì)”(專利號(hào):CN 203719798 U)、實(shí)用新型專利“三分向雙環(huán)鉆孔變形計(jì)”(專利號(hào):CU 203310554 U)僅適用于地應(yīng)力測(cè)量時(shí)對(duì)小直徑鉆孔的彈性變形進(jìn)行測(cè)量,無法對(duì)大直徑鉆孔的大變形甚至塌孔進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
      [0005]發(fā)明專利“一種模擬測(cè)試鉆孔變形的裝置及方法”(專利號(hào):CN 104535422 N)利用實(shí)驗(yàn)室相似模擬獲取的鉆孔變形量與相對(duì)壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)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(yīng)器及管路組成的液壓系統(tǒng)是封閉的,受液體可壓縮性的限制,當(dāng)膠囊內(nèi)液體壓力過高時(shí),將對(duì)鉆孔內(nèi)壁施加較高反作用力,進(jìn)而改變鉆孔在自然條件下的變形規(guī)律,獲取的變形量數(shù)據(jù)將偏離實(shí)際情況。另外,為獲取“變形量-壓力”對(duì)應(yīng)關(guān)系,在開展現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)之前,需專門制作多個(gè)相似模擬試驗(yàn)臺(tái),工藝相對(duì)復(fù)雜且成本高。
      [0006]目前,還沒有一種準(zhǔn)確度高、工藝簡(jiǎn)便、成本低廉的煤巖層卸壓鉆孔大變形監(jiān)測(cè)裝置。
      【實(shí)用新型內(nèi)容】
      [0007](I)要解決的技術(shù)問題
      [0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)煤巖層大直徑卸壓鉆孔變形量隨時(shí)間的變化過程的裝置,同時(shí)實(shí)現(xiàn)操作工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的目標(biāo)。
      [0009](2)技術(shù)方案
      [0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:
      [0011]煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置,它包括變形感應(yīng)枕、導(dǎo)向錐、導(dǎo)水管、防滑倒刺、單向閥、溢流閥、高精度流量計(jì)。變形感應(yīng)枕外形呈圓柱形,沿變形感應(yīng)枕中心軸線設(shè)置有一根連接導(dǎo)水管的注水軸。導(dǎo)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(jì)。
      [0012]所述的變形感應(yīng)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(cè)面厚度I?2mm,具有較好彈性。在變形感應(yīng)枕的尾部設(shè)置有排氣開關(guān)。
      [0013]所述的注水軸為中空的,由堅(jiān)硬金屬材料制成,兩端頭封閉,沿變形感應(yīng)枕中心軸線設(shè)置,尾部超出變形感應(yīng)枕5?10cm,端部與變形感應(yīng)枕緊密連接。注水軸在變形感應(yīng)枕內(nèi)的部分設(shè)置有6?10個(gè)圓形導(dǎo)水孔。在注水軸外露段設(shè)置有安裝桿卡頭。
      [0014]所述的導(dǎo)向錐為無底面的中空?qǐng)A錐體,底部可通過絲扣與變形感應(yīng)枕端部外緣連接。
      [0015]所述的導(dǎo)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(cè)面連通。
      [0016]所述的防滑倒刺由6?8根鋼絲和固定環(huán)焊接而成,其中固定環(huán)設(shè)有內(nèi)螺紋,可與注水軸外露部分的外螺紋匹配。
      [0017]所述的溢流閥可人工設(shè)定整定壓力,并可起到穩(wěn)定變形感應(yīng)枕內(nèi)水體壓力的作用。
      [0018]本實(shí)用新型的有益效果是:變形感應(yīng)枕內(nèi)設(shè)置了注水軸,且變形感應(yīng)枕兩底面橡膠厚度較大,并具有一定強(qiáng)度,如此可保證變形感應(yīng)枕的圓柱形狀,避免其在鉆孔內(nèi)推送過程中發(fā)生彎曲;注水軸與變形感應(yīng)枕的兩底面緊密連接,能夠限制變形感應(yīng)枕在水壓增大時(shí)的軸向膨脹變形,保證變形感應(yīng)枕出水量與卸壓鉆孔變形量的精確對(duì)應(yīng)關(guān)系;通過設(shè)置防滑倒刺,可避免大仰角鉆孔變形監(jiān)測(cè)時(shí)變形感應(yīng)枕容易滑出的問題;通過設(shè)置導(dǎo)向錐,可防止變形感應(yīng)枕在推送過程中不斷堆積鉆孔底部的殘留鉆肩;通過設(shè)置溢流閥及其整定壓力,可使變形感應(yīng)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(shí)用新型具有安裝方便,生產(chǎn)成本低,適用性強(qiáng),測(cè)量準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。
      【附圖說明】
      [0019]圖1是本實(shí)用新型的煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置的整體圖。
      [0020]圖2是本實(shí)用新型的煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置中變形感應(yīng)枕的剖面圖。
      [0021]圖3是本實(shí)用新型的煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置中防滑倒刺的側(cè)視圖。
      [0022]圖4是在同一個(gè)傾斜鉆孔內(nèi)布置多個(gè)變形感應(yīng)枕時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)的示意圖。
      [0023]圖中:1、導(dǎo)向錐;2、變形感應(yīng)枕;3、導(dǎo)水孔;4、注水軸;5、排氣開關(guān);6、防滑倒刺;
      7、安裝桿卡頭;8、導(dǎo)水管;9、三通;10、單向閥;11、溢流閥;12、高精度流量計(jì);601、鋼絲;602、固定環(huán)。
      【具體實(shí)施方式】
      [0024]下面結(jié)合附圖,對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明,但不用來限制本發(fā)明的范圍。
      [0025]本實(shí)施例以某個(gè)直徑為130mm,仰角為50°的卸壓鉆孔為例,介紹監(jiān)測(cè)鉆孔變形的實(shí)施步驟。
      [0026]煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置,它包括變形感應(yīng)枕2、導(dǎo)向錐1、導(dǎo)水管8、防滑倒刺6、單向閥10、溢流閥11、高精度流量計(jì)12。變形感應(yīng)枕2外形呈圓柱形,沿變形感應(yīng)枕2中心軸線設(shè)置有一根連接導(dǎo)水管8的注水軸4。導(dǎo)水管8另一端連接有三通9,三通的另外兩端分別連接單向閥10和溢流閥11、高精度流量計(jì)12。
      [0027]所述的變形感應(yīng)枕2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Φ 100?IlOmm ;側(cè)面厚度I?2mm,具有較好彈性。在變形感應(yīng)枕2的尾部設(shè)置有排氣開關(guān)5o
      [0028]所述的注水軸4為中空的,由堅(jiān)硬金屬材料制成,兩端頭封閉,沿變形感應(yīng)枕2中心軸線設(shè)置,尾部超出變形感應(yīng)枕5?10cm,端部與變形感應(yīng)枕2緊密連接。注水軸4在變形感應(yīng)枕2內(nèi)的部分設(shè)置有8個(gè)圓形導(dǎo)水孔3。在注水軸4外露段設(shè)置有安裝桿卡頭7。
      [0029]所述的導(dǎo)向錐I為無底面的中空?qǐng)A錐體,由普通硬質(zhì)塑料制成,底部可通過絲扣與變形感應(yīng)枕2端部外緣連接。
      [0030]所述的導(dǎo)水管8采用低剛度金屬材料制成,外徑Φ5?7mm,與注水軸4外露段側(cè)面連通。
      [0031]所述的防滑倒刺6由6根14#鋼絲601和固定環(huán)602焊接而成,其中固定環(huán)602設(shè)有內(nèi)螺紋,可與注水軸4外露部分的外螺紋匹配。
      [0032]所述的溢流閥11可人工設(shè)定整定壓力,并可起到穩(wěn)定變形感應(yīng)枕2內(nèi)水體壓力的作用。
      [0033]為監(jiān)測(cè)同一鉆孔內(nèi)不同深度處的變形量,可由里向外依次將多個(gè)變形感應(yīng)枕2間隔布置在鉆孔內(nèi),每個(gè)變形感應(yīng)枕2分別連接各自的導(dǎo)水管8及其他部件。通過讀取不同高精度流量計(jì)12的示數(shù),可掌握不同鉆孔在不同深度處的變形量。
      [0034]顯然,上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例,而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1.煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于:它包括變形感應(yīng)枕、導(dǎo)向錐、導(dǎo)水管、防滑倒刺、單向閥、溢流閥、高精度流量計(jì);變形感應(yīng)枕外形呈圓柱形,沿變形感應(yīng)枕中心軸線設(shè)置有一根連接導(dǎo)水管的注水軸;導(dǎo)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(jì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于:變形感應(yīng)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(cè)面厚度I?2mm,具有較好彈性;在變形感應(yīng)枕的尾部設(shè)置有排氣開關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于:注水軸為中空的,由堅(jiān)硬金屬材料制成,兩端頭封閉,沿變形感應(yīng)枕中心軸線設(shè)置,尾部超出變形感應(yīng)枕5?10cm,端部與變形感應(yīng)枕緊密連接;注水軸在變形感應(yīng)枕內(nèi)的部分設(shè)置有6?10個(gè)圓形導(dǎo)水孔,在注水軸外露段設(shè)置有安裝桿卡頭。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于:導(dǎo)向錐為無底面的中空?qǐng)A錐體,底部可通過絲扣與變形感應(yīng)枕端部外緣連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于:導(dǎo)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(cè)面連通。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于:防滑倒刺由6?8根鋼絲和固定環(huán)焊接而成,其中固定環(huán)設(shè)有內(nèi)螺紋,可與注水軸外露部分的外螺紋匹配。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于:溢流閥可人工設(shè)定整定壓力,并可起到穩(wěn)定變形感應(yīng)枕內(nèi)水體壓力的作用。
      【專利摘要】煤巖層卸壓鉆孔變形監(jiān)測(cè)裝置,包括變形感應(yīng)枕、導(dǎo)向錐、導(dǎo)水管、防滑倒刺、單向閥、溢流閥、高精度流量計(jì)。沿變形感應(yīng)枕中心軸線設(shè)置有一根可連接導(dǎo)水管的注水軸。導(dǎo)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(jì)。監(jiān)測(cè)方法為:根據(jù)所要監(jiān)測(cè)鉆孔的直徑調(diào)定溢流閥的整定壓力,將變形感應(yīng)枕后送入鉆孔指定深度后,通過導(dǎo)水管繼續(xù)向變形感應(yīng)枕內(nèi)緩慢注水,直至有水從溢流閥出口微微流出。后期監(jiān)測(cè)過程中,通過與溢流閥連接的高精度流量計(jì)示數(shù)換算得出鉆孔變形情況。該裝置具有安裝方便,生產(chǎn)成本低,適用性強(qiáng),測(cè)量準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。
      【IPC分類】E21B47/00, E21B49/00
      【公開號(hào)】CN204899903
      【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520611412
      【發(fā)明人】王書文, 史慶穩(wěn), 藍(lán)航, 潘俊鋒
      【申請(qǐng)人】天地科技股份有限公司
      【公開日】2015年12月23日
      【申請(qǐng)日】2015年8月14日
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