专利名称：深井钻孔岩移观测装置及其岩移测点的安装方法
技术领域：
本发明涉及一种岩移观测技术，尤其涉及一种深井钻孔岩移观测装置及其岩移测点的安装方法。
背景技术：
地下开采引起的岩层移动是从工作面直接顶板开始的，而后逐渐向上发展，直至地表。要了解岩层移动的全过程、掌握地下开采引起的岩层移动规律，就必须进行岩层内部的岩移观测。钻孔岩移观测是从地面向岩层内部打钻孔，并在钻孔内不同深度位置安装岩移测点进行，通过观测各测点的位移值，进一步求出岩层的位移速度、压缩变形值和离层值。
现有技术中进行钻孔岩移观测时，测点的安装深度都比较浅，地面钻孔一般也只有100～300m。当孔深达到500m之后，其测点安装难度就变得非常大。主要表现为在安装过程中孔内由500余米长的钢丝悬挂着的岩移测点会发生旋转，从而使孔内的多条钢丝缠绕在一起，致使测点无法安装到位，即使是安装到位，也会由于钢丝打绞无法观测到真实的岩层位移值。
发明内容
本发明的目的是提供一种深井钻孔岩移观测装置及其岩移测点的安装方法，该装置及方法能够很方便的将岩移测点的安装到位。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的深井钻孔岩移观测装置，包括至少一个岩移测点，所述的岩移测点的后部设有防脱导向管，所述防脱导向管的外壁设有防旋导向销。
本发明的岩移测点的安装方法，用钻杆对上述的深井钻孔岩移观测装置的岩移测点进行安装，所述钻杆的前端的芯孔的壁上沿轴向开有导槽，包括步骤A、将所述岩移测点的防脱导向管插入所述钻杆前端的芯孔中，并将所述防脱导向管外壁上的防旋导向销插入所述钻杆的导槽中；B、用所述钻杆将所述岩移测点推入到需观测的岩层的钻孔中需要的位置，然后抽出钻杆；C、重复步骤A、B，将另一个岩移测点安装到需要的位置。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的深井钻孔岩移观测装置及其岩移测点的安装方法，由于岩移测点的后部设有防脱导向管，防脱导向管的外壁设有防旋导向销。在用钻杆安装岩移测点时，所述钻杆的前端的芯孔的壁上沿轴向开有导槽，将所述防脱导向管插入所述芯孔中，并将所述防旋导向销插入所述导槽中，安装过程中，岩移测点与钻杆之间不易脱离和旋转。能够很方便的将岩移测点的安装到位。
图1为本发明深井钻孔岩移观测装置中岩移测点的剖面结构示意图；图2为本发明深井钻孔岩移观测装置中岩移测点的立体结构示意图；图3为本发明中钻杆的结构示意图；图4为本发明深井钻孔岩移观测装置的应用状态参考图。
具体实施例方式
本发明的深井钻孔岩移观测装置，较佳的具体实施方式
包括至少一个岩移测点1。
如图1、图2所示，所述的岩移测点1的后部设有防脱导向管10，所述防脱导向管10的外壁设有防旋导向销11。
所述岩移测点1的后端连接有钢丝2，岩移测点1的芯部沿轴向设有通孔8。应用过程中，一个岩移测点1后端的钢丝2可以从另一个岩移测点1芯部的通孔8中穿过。
所述岩移测点1的外周固定有增阻橡胶垫13。具体结构是岩移测点1包括压缩木6，压缩木6的前部设有重锤7，所述增阻橡胶垫13固定在压缩木6与重锤7之间。压缩木6的上部设有浸润垫9。
本发明还提供一种安装上述岩移测点1用的钻杆，钻杆较佳的具体实施方式
如图3所示，钻杆12的中部沿轴向设有芯孔，钻杆12的前端的孔壁上沿轴向开有导槽14，上述的深井钻孔岩移观测装置中，岩移测点1的后部的防脱导向管10恰可插入所述的芯孔中，所述防脱导向管10的外壁上的防旋导向销11恰可插入所述的导槽14中。
具体可以在最下部一节钻杆12的下端开有宽约2cm、长约60～80cm的轴向导槽14，岩移测点1上部的防脱导管10插入最下一节钻杆12中，同时，防脱导向管10的外壁上的防旋导向销11插入所述的导槽14中。一方面，安装过程中，岩移测点1与钻杆12之间不易脱离和旋转；另一方面，连接岩移测点的钢丝2，可以通过该钻杆12的导槽14引出，这样钢丝2就不用穿过上面几百米的钻杆12了，而是直接处于钻杆12外侧，随岩移测点1和钻杆2一起下放。
在岩移测点1的上部，具体可以联接一段长60～80cm的防脱导向管10，在用钻杆安装岩移测点1时，防脱导管10可插在最下一节钻杆中，用以防止在岩移测点1在安装过程中与钻杆的脱离。在防脱导管10上端，固定一个长约5cm左右的防旋导向销11，该防旋导向销11卡在钻杆12的导槽11中。在岩移测点1安装过程中，保持钻杆12只作上下的直线移动，不做自身转动。这样，在岩移测点1安装过程中，防旋导向销11就能有效防止岩移测点1的自身旋转。
本发明的岩移测点的安装方法，用上述的钻杆12对上述的深井钻孔岩移观测装置的岩移测点1进行安装，包括步骤1将所述岩移测点1的防脱导向管10插入所述钻杆12的芯孔中，并将所述防脱导向管10外壁上的防旋导向销11插入所述钻杆12的导槽14中。所述岩移测点1后端的钢丝2从所述导槽14中引出，并在向钻孔中安装岩移测点1的过程中，所述钢丝2沿所述钻杆12的外侧伸出到所述钻孔外部。
步骤2、用所述钻杆12将所述岩移测点1推入到需观测的岩层的钻孔中需要的位置，然后抽出钻杆12。可以用钻机进行钻杆12的推入和提起。在岩移测点1安装时，使用钻机将钻杆12缓慢推移安装岩移测点1，在钻孔口拉紧钢丝2使钻杆12与岩移测点1紧密连接，不发生脱离。直到岩移测点到位后再上提钻杆12。
步骤3、重复步骤1、2，将另一个岩移测点1安装到需要的位置。在这一过程中，已经安装好的一个或多个岩移测点1后端的钢丝2从正在安装的岩移测点1芯部的通孔8中穿过，并从所述导槽14中引出，并在向钻孔中安装的过程中，所述钢丝2沿所述钻杆12的外侧伸出到所述钻孔外部。
具体岩移测点1的安装方法可以是使用钻机安装岩移测点，用钻杆缓慢推移岩移测点到设计深度。安装岩移测点时，用钻杆先把最底部的一号岩移测点缓慢推移到设计深度，注水使其膨胀固定。然后把连接一号岩移测点的钢丝，从二号岩移测点的中心钢管穿过，再将二号岩移测点安装到设计位置。同样的方法，将一号岩移测点和二号岩移测点的钢丝均从三号岩移测点的中心钢管穿过，再将三号岩移测点安装到设计位置，依此方法安装好各个测点。
安装过程中，岩移测点1上的增阻橡胶垫13的外径略大于钻孔孔径，其作用是，在岩移测点1安装到位并提起钻杆12后，该增阻橡胶垫13能够防止岩移测点1可能发生的移动和自身旋转。
岩移测点1上的压缩木6及浸润垫9的作用是，岩移测点1与钻孔孔壁的固结就是利用压缩木遇水膨胀的性能，当钻孔内无水时，需要向钻孔内注水使其膨胀，在压缩木6上安装一块浸润垫9，可以存储一定量的水分，缓慢浸润压缩木6，使压缩木6能够充分吸水膨胀，使得岩移测点固定得更牢固。
本发明深井钻孔岩移观测装置的应用状态，如图4所示在钻孔内一定深度安装岩移测点1，岩移测点1与岩层固接在一起。岩移测点1可用压缩木制成，利用其遇水膨胀的性能与孔壁固结在一起。岩移测点1连接着一条位移传递钢丝2，该钢丝2引出钻孔孔口。在钻孔孔口设有观测支架3，连接岩移测点1的钢丝2绕过观测支架3横梁上的滑轮，连接着平衡重锤4，平衡重锤4下面连接着遥测位移传感器5。钻孔内一般布置有多个岩移测点1，下部岩移测点1的位移传递钢丝2是穿过上部岩移测点1中心的小孔向上引出的。当钻孔内岩移测点1层位的岩层产生相对地表钻孔孔口的位移时，就能从钻孔孔口观测支架3处观测到这种位移值。
本发明带有导槽的底部钻杆导出钢丝，使钢丝在钻杆外下放。利用防脱导向管和防旋导向销，有效防止岩移测点在安装过程中的脱离和自身旋转。岩移测点底部的橡胶垫有效防止岩移测点安装到位提起钻杆后岩移测点可能发生的自身旋转。压缩木及浸润垫，在无水钻孔内能蓄水并缓慢释放水分，保证压缩木充分吸水膨胀。
本发明简单、实用，可以很方便的将岩移测点的安装到位，保证观测数据的可靠性和真实性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种深井钻孔岩移观测装置，包括至少一个岩移测点，其特征在于，所述的岩移测点的后部设有防脱导向管，所述防脱导向管的外壁设有防旋导向销。
2.根据权利要求1所述的深井钻孔岩移观测装置，其特征在于，所述岩移测点的外周固定有增阻橡胶垫。
3.根据权利要求2所述的深井钻孔岩移观测装置，其特征在于，所述岩移测点包括压缩木，所述压缩木的上部设有浸润垫。
4.一种岩移测点的安装方法，其特征在于，用钻杆对权利要求1至3所述的深井钻孔岩移观测装置的岩移测点进行安装，所述钻杆的前端的芯孔的壁上沿轴向开有导槽，包括步骤A、将所述岩移测点的防脱导向管插入所述钻杆前端的芯孔中，并将所述防脱导向管外壁上的防旋导向销插入所述钻杆的导槽中；B、用所述钻杆将所述岩移测点推入到需观测的岩层的钻孔中需要的位置，然后抽出钻杆；C、重复步骤A、B，将另一个岩移测点安装到需要的位置。
5.根据权利要求4所述的岩移测点的安装方法，其特征在于，所述的步骤A中，所述岩移测点后端的钢丝从所述导槽中引出，并在进行所述的步骤B的过程中，所述钢丝沿所述钻杆的外侧伸出到所述钻孔外部。
6.根据权利要求4所述的岩移测点的安装方法，其特征在于，所述的步骤B中，用钻机进行钻杆的推入和提起。
7.根据权利要求4所述的岩移测点的安装方法，其特征在于，所述的步骤C中，已经安装好的一个或多个岩移测点后端的钢丝从正在安装的岩移测点芯部的通孔中穿过，并从所述导槽中引出，并在进行所述的步骤B的过程中，所述钢丝沿所述钻杆的外侧伸出到所述钻孔外部。
全文摘要
本发明公开了一种深井钻孔岩移观测装置及其岩移测点的安装方法，岩移测点的后部设有防脱导向管，防脱导向管的外壁设有防旋导向销。在用钻杆安装岩移测点时，钻杆的前端的孔壁上沿轴向开有导槽，可以将防脱导向管插入钻杆的芯孔中，并将防旋导向销插入导槽中，安装过程中，岩移测点与钻杆之间不易脱离和旋转。钻杆底部的导槽还可以导出钢丝，使钢丝在钻杆外下放。岩移测点底部设有橡胶垫，能有效防止岩移测点安装到位提起钻杆后岩移测点可能发生的自身旋转。岩移测点的压缩木及浸润垫，在无水钻孔内能蓄水并缓慢释放水分，保证压缩木充分吸水膨胀。简单、实用，可以很方便的将岩移测点的安装到位，保证观测数据的可靠性和真实性。
文档编号G01V1/40GK101071062SQ200710100358
公开日2007年11月14日 申请日期2007年6月8日 优先权日2007年6月8日
发明者高延法, 钟亚平, 李建民, 邓智毅, 王素华, 郑友刚, 谢会儒 申请人:中国矿业大学(北京)