一种煤层膨胀变形测量装置的制作方法

本技术涉及煤层测量，具体而言，涉及一种煤层膨胀变形测量装置。

背景技术：

1、保护层开采是目前区域防突措施的较为有效的卸压瓦斯技术，《防突规定》中规定,突出煤层首次开采保护层时,应当对被护层进行区域效果检验。煤层膨胀变形量测试是区域效果检验的一项重要验证指标。通过对煤层膨胀变形规律的研究,能够反映保护层开采过程中被保护层煤层赋存瓦斯的排放情况以及开采前后地应力的变化规律,对保护层开采效果检验具有重要的意义，保护层开采的效果需要考察被保护层的膨胀变形。

2、目前煤层膨胀变形测量时均需要对煤层进行钻孔处理，需要根据钻孔的直径大小，采用合适的煤层膨胀变形测量装置，使得煤层膨胀变形测量装置无法适用于不同直径的钻孔中，煤层膨胀变形测量装置在使用的过程中容易受到限制，同时遇到的煤层厚且松软，钻孔施工后易于垮塌，钻孔周围煤体的运移会充填钻孔空间，导致传统的顶底板基点法难以实施，即钻孔垮塌导致顶板基点无法安装，钻孔压实导致孔外的检测线不能反映真实的膨胀变形情况。

技术实现思路

1、为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种煤层膨胀变形测量装置，旨在改善目前煤层膨胀变形测量时均需要对煤层进行钻孔处理，需要根据钻孔的直径大小，采用合适的煤层膨胀变形测量装置，使得煤层膨胀变形测量装置无法适用于不同直径的钻孔中，煤层膨胀变形测量装置在使用的过程中容易受到限制，同时遇到的煤层厚且松软，钻孔施工后易于垮塌，钻孔周围煤体的运移会充填钻孔空间，导致传统的顶底板基点法难以实施，即钻孔垮塌导致顶板基点无法安装，钻孔压实导致孔外的检测线不能反映真实的膨胀变形情况问题。

2、本实用新型实施例提供了一种煤层膨胀变形测量装置，包括安装管，所述安装管的内部安装有套管，且外侧圆周表面上安装有等距分布的转动座，所述转动座上安装有伸缩组件，所述伸缩组件上固定有第一铰接块，所述第一铰接块上铰接有卡爪，所述第一铰接块与所述卡爪之间安装有弹性组件；

3、所述安装管的外侧表面上安装有两个对称的调节组件，所述调节组件上固定有圆环，所述圆环套装在所述安装管上，且侧表面上安装有多个第二铰接块，所述第二铰接块与所述伸缩组件之间铰接有连接支架，所述安装管上安装有两个对称的夹持组件，所述夹持组件抵紧在所述套管上，所述套管内设置有钢丝绳，所述钢丝绳的底端安装有重锤。

4、在上述实现过程中，安装管上安装的转动座能够调节伸缩组件的竖直旋转角度，使得方便对卡爪进行收纳以及伸展，伸缩组件水平调整时，带动卡爪向煤层钻孔的内壁上移动，牢牢抵紧在钻孔的内壁上，提高装置安装的牢固性，以及能够适用于不同的钻孔孔径，提高装置的使用范围，弹性组件可带动卡爪在第一铰接块上转动，调节卡爪的使用角度，使得卡爪牢牢贴合在煤层钻孔的内壁上，调节组件带动圆环在安装管上竖直移动，第二铰接块与伸缩组件之间铰接的连接支架，可带动伸缩组件竖直旋转，调节装置的体积，也方便对装置进行收纳，通过夹持组件可将套管牢牢固定在安装管内，方便对套管进行拆装，通过套管内安装的钢丝绳和重锤，可在钻孔出现垮塌时，保障钢丝绳和重锤的正常使用，方便顶板基点进行安装，以及保障煤层膨胀变形测量的精度。

5、在一种具体的实施方案中，所述转动座包括第三铰接块和转动块，所述第三铰接块固定在所述安装管的外侧表面上，所述转动块的两侧卡合在所述第三铰接块上。

6、在上述实现过程中，第三铰接块和转动块相互转动连接，方便调节伸缩组件的收纳和展开角度。

7、在一种具体的实施方案中，所述伸缩组件包括空心杆、丝杆、调节杆和伺服电机，所述空心杆固定在所述转动块上，且通过轴承与所述丝杆转动连接，所述调节杆插装在所述空心杆内，且与所述丝杆螺纹连接，所述第一铰接块安装在所述调节杆的一侧，所述伺服电机安装在所述转动块上，且电机轴通过联轴器与所述丝杆传动连接。

8、在上述实现过程中，伺服电机的电机轴通过联轴器带动丝杆转动，可调节调节杆在空心杆内移动的距离，从而根据不同钻孔的直径进行调整装置的安装体积，提高适用性。

9、在一种具体的实施方案中，所述卡爪的一侧表面上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有防滑钉。

10、在上述实现过程中，螺纹孔方便与防滑钉螺纹连接，通过防滑钉能够增加装置在钻孔内固定的深度，提高牢固性。

11、在一种具体的实施方案中，所述弹性组件包括固定片、第一弹簧和两个圆片，所述固定片固定在所述第一铰接块的一侧，两个所述圆片分别安装在所述卡爪与所述固定片上，所述第一弹簧的两侧焊接在两个所述圆片上。

12、在上述实现过程中，通过固定片、第一弹簧和两个圆片的配合，方便通过自身的作用力，调节卡爪在第一铰接块上转动的角度，可使得卡爪牢牢卡在钻孔的内壁上。

13、在一种具体的实施方案中，所述调节组件包括电动推杆和第一连接块和第二连接块，所述第一连接块固定在所述安装管上，所述第二连接块固定在所述圆环上，所述电动推杆的两端分布固定在所述第一连接块和所述第二连接块上。

14、在上述实现过程中，电动推杆的两侧固定在第一连接块和第二连接块上，伸缩移动时，可带动圆环在安装管上移动，方便对装置进行收纳。

15、在一种具体的实施方案中，所述夹持组件包括夹持块、滑动支架和两个第二弹簧，所述滑动支架插装在所述安装管上，且端部与所述夹持块固定连接，所述夹持块的一侧抵紧在所述套管上，两个所述第二弹簧的两侧分别固定在所述安装管与所述滑动支架上。

16、在上述实现过程中，通过两个第二弹簧自身的作用里，可带动滑动支架在安装管内水平移动，带动夹持块抵紧在套管的表面上，提高对套管安装的稳固性。

17、在一种具体的实施方案中，所述安装管的上表面上安装有防撞限位块。

18、在上述实现过程中，通过防撞限位块能够限制圆环竖直移动的距离，避免发生碰撞。

19、在一种具体的实施方案中，所述套管为pe管。

20、在上述实现过程中，pe管具有卓越的耐腐蚀性能、长久的使用寿命和较好的耐冲击性。

21、与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

22、该煤层膨胀变形测量装置中，安装管上安装的转动座能够调节伸缩组件的竖直旋转角度，使得方便对卡爪进行收纳以及伸展，伸缩组件水平调整时，带动卡爪向煤层钻孔的内壁上移动，牢牢抵紧在钻孔的内壁上，提高装置安装的牢固性，以及能够适用于不同的钻孔孔径，提高装置的使用范围，弹性组件可带动卡爪在第一铰接块上转动，调节卡爪的使用角度，使得卡爪牢牢贴合在煤层钻孔的内壁上，调节组件带动圆环在安装管上竖直移动，第二铰接块与伸缩组件之间铰接的连接支架，可带动伸缩组件竖直旋转，调节装置的体积，也方便对装置进行收纳，通过夹持组件可将套管牢牢固定在安装管内，方便对套管进行拆装，通过套管内安装的钢丝绳和重锤，可在钻孔出现垮塌时，保障钢丝绳和重锤的正常使用，方便顶板基点进行安装，以及保障煤层膨胀变形测量的精度。

技术特征：

1.一种煤层膨胀变形测量装置，其特征在于，包括安装管(1)，所述安装管(1)的内部安装有套管(2)，且外侧圆周表面上安装有等距分布的转动座(3)，所述转动座(3)上安装有伸缩组件(4)，所述伸缩组件(4)上固定有第一铰接块(5)，所述第一铰接块(5)上铰接有卡爪(6)，所述第一铰接块(5)与所述卡爪(6)之间安装有弹性组件(8)；

2.根据权利要求1所述的一种煤层膨胀变形测量装置，其特征在于，所述转动座(3)包括第三铰接块(31)和转动块(32)，所述第三铰接块(31)固定在所述安装管(1)的外侧表面上，所述转动块(32)的两侧卡合在所述第三铰接块(31)上。

3.根据权利要求2所述的一种煤层膨胀变形测量装置，其特征在于，所述伸缩组件(4)包括空心杆(41)、丝杆(42)、调节杆(43)和伺服电机(44)，所述空心杆(41)固定在所述转动块(32)上，且通过轴承与所述丝杆(42)转动连接，所述调节杆(43)插装在所述空心杆(41)内，且与所述丝杆(42)螺纹连接，所述第一铰接块(5)安装在所述调节杆(43)的一侧，所述伺服电机(44)安装在所述转动块(32)上，且电机轴通过联轴器与所述丝杆(42)传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种煤层膨胀变形测量装置，其特征在于，所述卡爪(6)的一侧表面上开设有螺纹孔(16)，所述螺纹孔(16)内螺纹连接有防滑钉(17)。

5.根据权利要求1所述的一种煤层膨胀变形测量装置，其特征在于，所述弹性组件(8)包括固定片(81)、第一弹簧(82)和两个圆片(83)，所述固定片(81)固定在所述第一铰接块(5)的一侧，两个所述圆片(83)分别安装在所述卡爪(6)与所述固定片(81)上，所述第一弹簧(82)的两侧焊接在两个所述圆片(83)上。

6.根据权利要求1所述的一种煤层膨胀变形测量装置，其特征在于，所述调节组件(9)包括电动推杆(91)和第一连接块(92)和第二连接块(93)，所述第一连接块(92)固定在所述安装管(1)上，所述第二连接块(93)固定在所述圆环(10)上，所述电动推杆(91)的两端分布固定在所述第一连接块(92)和所述第二连接块(93)上。

7.根据权利要求1所述的一种煤层膨胀变形测量装置，其特征在于，所述夹持组件(13)包括夹持块(131)、滑动支架(132)和两个第二弹簧(133)，所述滑动支架(132)插装在所述安装管(1)上，且端部与所述夹持块(131)固定连接，所述夹持块(131)的一侧抵紧在所述套管(2)上，两个所述第二弹簧(133)的两侧分别固定在所述安装管(1)与所述滑动支架(132)上。

8.根据权利要求1所述的一种煤层膨胀变形测量装置，其特征在于，所述安装管(1)的上表面上安装有防撞限位块(7)。

9.根据权利要求1所述的一种煤层膨胀变形测量装置，其特征在于，所述套管(2)为pe管。

技术总结
本技术提供了一种煤层膨胀变形测量装置，属于煤层测量技术领域。包括安装管，所述安装管的内部安装有套管，且外侧圆周表面上安装有等距分布的转动座，所述转动座上安装有伸缩组件，所述伸缩组件上固定有第一铰接块，所述第一铰接块上铰接有卡爪，所述第一铰接块与所述卡爪之间安装有弹性组件；所述安装管的外侧表面上安装有两个对称的调节组件，所述调节组件上固定有圆环，所述圆环套装在所述安装管上，能够适用于不同的钻孔孔径，增加装置的使用范围，通过套管内安装的钢丝绳和重锤，可在钻孔出现垮塌时，保障钢丝绳和重锤的正常使用，方便顶板基点进行安装，以及保障煤层膨胀变形测量的精度。

技术研发人员：杨桢,耿宁,许文彪,纪文涛,刘旺军,周红星
受保护的技术使用者：淮北矿业股份有限公司
技术研发日：20230509
技术公布日：2024/1/15