采动底板破坏深度分段观测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于矿山采动破坏带深度测定技术领域，具体涉及一种采动底板破坏深度分段观测系统。
【背景技术】
[0002]矿山底板采动裂隙带深度的测量是标志煤岩赋存状态的重要参数。在研究矿井防治水时，它是一个关键性的基础参数，因此为研究采动围岩中的导水通道的形成，就有必要掌握岩层移动规律和确定采动破坏带的高度测定，通常采用数值模拟、经验公式预计、现场实测等手段。
[0003]然而，由于现场条件复杂，在一定程度上，数值模拟不能很好的反映现场情况，经验公式预计的盲目性较大，随着采深加大，经验公式适用性越来越差。现场实测采用的设备每次只能测量一段，每段的测量长度约为1.5m，而钻孔长度约为30-50m，造成测量设备在钻孔中移动次数过多，由于钻孔倾角造成的水头压力误差和设备自身缺陷，导致原有设备的每次的测段不能太长，测段数少(通常为I个)、工作量大、移动次数多、测量不精确等。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种采动底板破坏深度分段观测系统(即底板采动破坏范围分段测试系统)，该系统可实现底板采动破坏带的多段和同步测量，并且可根据钻孔长度适当的增加一次测量的测段数目，成倍的减少了工作量，提高了测量精度。
[0005]其技术解决方案包括:
[0006]一种采动底板破坏深度分段观测系统，其包括探测系统、封堵系统和供给测定系统，所述探测系统安装在裂隙带的钻孔中，所述封堵系统用于封闭所述钻孔，
[0007]所述探测系统包括测试探头，所述测试探头是由若干个探测单元依次连接在一起形成的，相邻的探测单元之间通过卡槽接头形成可拆卸连接，每个探测单元包括进水管、固定式压力调节阀、可拆卸式压力调节阀和电子流量计，每个探测单元的进水管的两端分别卡设在所述卡槽接头上，位于前部和中部的探测单元的卡槽接头内设置所述固定式压力调节阀，位于尾部的探测单元的卡槽接头内设置所述可拆卸式压力调节阀，所述进水管上设置有出水口，所述电子流量计安设在所述出水口处，用于记录该探测单元的流水量，每个探测单元中的水流压力保持相等；
[0008]所述封堵系统包括胶囊连接管、紧固螺圈、封堵胶囊操作台和若干个封堵胶囊，每个封堵胶囊均包绕在所述卡槽接头的外部，由所述的紧固螺圈将封堵胶囊紧固在所述卡槽接头上，所述胶囊连接管卡设在所述卡槽接头上，用于将相邻的封堵胶囊连通，所述封堵胶囊操作台通过所述胶囊连接管向每个封堵胶囊内输送高压气源；
[0009]所述供给测定系统与所述进水管连通，用于向进水管内注水、显示并记录各个参数。
[0010]上述技术方案带来的直接有益技术效果:
[0011]将测试探头设置为若干段即若干个单元，并且通过固定式压力调节阀和可拆卸式压力调节阀调节压力值，保证每个探测单元的压力值保持相等，由于存在若干个探测单元，又可实现对钻孔的同步测量。
[0012]测试探头中的每个探测单元与封堵系统中封堵胶囊相配合，可形成数个相对独立的探测单元，进行多单元同步测量，可增加每次测量的总长度；而现有的探测装置，只有一个探测单元，且单元长度较短，造成移动、测量次数多、工作量大，精确度差。
[0013]本实用新型测漏系统可使每次测量总长度长、测试探头移动次数少、工作量成倍减少，当探测单元测量时，固定式压力调节阀闭合，可使每个探测单元彼此间相对独立，可减少水头压力造成的误差，实现多段同步测量；当探测单元缺水时，固定式压力调节阀和可拆卸式压力调节阀开启，可使每个探测单元依次补充压力水源(先从位于前部的探测单元开始)，另外，由于该系统中固定式压力调节阀开启压力为定值，其值是根据特定的钻孔倾角和各个探测单元所测长度来设定的，因此利用该系统只可实现底板采动破坏带的特定角度的钻孔测量。
[0014]作为本实用新型的一个优选方案，所述卡槽接头包括柱状腔室、进水管卡槽接头和封堵胶囊接头，所述封堵胶囊接头位于所述进水管卡槽接头的上方，所述柱状腔室的顶部和底部有向外侧延伸的凸缘，所述封堵胶囊包绕在所述凸缘上。
[0015]上述技术方案所带来的直接有益技术效果为:凸缘在紧固螺圈固定封堵胶囊时，起到支撑作用，通过紧固螺圈，可将封堵胶囊固定在凸缘上，使封堵胶囊与卡槽接头形成起胀封堵胶囊所需的密封空间。
[0016]作为本实用新型的另一个优选方案，所述胶囊连接管分为独立的若干段，在靠近每段胶囊连接管的前部和尾部处均设置有套紧螺丝，位于前部和尾部的胶囊连接管呈圆形挡板状，用以挡住所述套紧螺丝。
[0017]优选的，所述套紧螺丝中间呈圆孔状，通过螺纹连接将胶囊连接管紧固在封堵胶囊接头上。
[0018]上述技术方案所带来的直接有益技术效果为:
[0019]由于封堵胶囊接头内部也呈圆形挡板状，因此可通过套紧螺丝与封堵胶囊接头的配合，将胶囊连接管镶嵌在封堵胶囊接头内，且彼此间压实密封。
[0020]优选的，所述可拆卸式压力调节阀包括弹簧、调节螺丝、密封压板、活塞组、孔一、孔二和通水孔，所述调节螺丝位于所述密封压板的顶部，所述弹簧位于密封压板的底部，所述活塞组位于所述弹簧下方，所述调节螺丝通过调节密封压板的位置来改变弹簧预紧力以达到相应的开启压力，通过所述活塞组的移动来控制水流。
[0021]优选的，所述可拆卸式压力调节阀中，若孔一的压力大于孔二的压力，并达到所述调节螺丝设定的开启压力值时，活塞组上移，此时活塞组恰好连通所述通水孔，孔一侧的水通过通水孔进入孔二侧，达到补充水的目的；若孔一侧的水的压力小于孔二侧的水的压力，在弹簧的作用下，活塞组在下侧，此时，活塞组恰好密封所述通水孔。
[0022]优选的，所述可拆卸式压力调节阀中的调节螺丝所调节的开启压力通过试验设定的注水压力来确定。
[0023]上述技术方案所带来的直接有益技术效果:可拆卸式压力调节阀可根据不同的注水压力的需求而提前通过调节螺丝设定相应的开启压力值，然后安装测量，进而实现外来压力水源注水时，须达到设定的开启压力值，才可进入进水管，起到过滤、调节水源压力的作用。
[0024]优选的，所述固定压力调节阀包括弹簧、活塞组、孔一、孔二和通水孔，所述活塞组位于弹簧下方，所述固定压力调节阀所开启的压力为特定值。
[0025]上述技术方案所带来的直接有益技术效果:
[0026]固定式压力调节阀的作用在于，其一是阻隔、密封相邻的探测单元，抵消上个探测单元的水头压力对下个探测单元的影响，其二是当某个探测单元缺水时，由于压力差，使固定式压力调节阀开启，由上个探测单元顺序补充压力水源，直至减少压力差使固定式压力调节阀关闭；另外，固定式压力调节阀开启压力是定值，因此该系统只适用于底板导水裂隙带的特定角度的钻孔测量。固定式压力调节阀和可拆卸式压力调节阀相互配合，既可以保证特定压力的水源顺序进入缺水的探测单元达到补水的作用，又可以相互阻隔形成相对独立的探测单元。
[0027]优选的，所述供给测定系统包括注水操作台、电子记录器、钻机和钻杆，所述注水操作台向所述进水管提供高压水源，所述电子记录器安装注水操作台上，用于记录所述电子流量计的流水量参数，所述钻机、钻杆用于移动所述探测系统，所述注水操作台包括流量表、压力表，分别用于观测注水流量和注水压力。
[0028]优选的，探测单元包括3-6个，每个探测单元所测钻孔长度为2m。
[0029]本实用新型所带来的有益技术效果:
[0030]本实用新型采动底板破坏深度分段观测系统，其主要包括探测系统、封堵系统和供给测定系统，与现有技术相比，本实用新型探测系统通过固定式压力调节阀，实现了固定压力下开启，水源自动补充，在保证了各测段压力相等的同时，可分为多个测段，既减少了水头压力造成的误差，又实现了各测段的同步测量，测段间水源自动顺序补充，成倍的减少了移动次数和工作量，尽可能的提高了测量精度。在现场实测中，可根据钻孔的长度，适当的增加一次测量的测段数目。由于采用了电子记录器，本实用新型可自动对相关数据进行周期性的记录、存储和传输，减少了人工数据记录的次数。
[0031]由于该系统中固定式压力调节阀开启压力为定值，其值是根据特定的钻孔倾角和各个探测单元所测长度来设定的，因此该系统只可实现底板采动破坏带的特定角度的钻孔测量。
【附图说明】
[0032]下面结合附图对本实用新型做进一步清楚、完整的说明:
[0033]图1为本实用新型观测系统的结构示意图；
[0034]图2为观测系统工作状态示意图；
[0035]图3为测试探头结构示意图；
[0036]图4为中部探测单元结构分解图；
[0037]图5为胶囊连接管结构示意图；
[0038]图6为前部探测单元分解图；
[0039]图7为尾部探测单元卡槽接头部分结构示意图；
[0040]图8为固定式压力调节阀结构示意图；
[0041]图9为可拆卸式压力调节阀结构示意图；
[0042]图10为可拆卸式压力调节阀俯视图；
[0043]图中，1、岩体，2、钻孔，3、测试探头，301、前部探测单元，302，中部探测单元，303、尾部探测单元，4、封堵胶囊，5、紧固螺圈，6、密封垫圈，7、凸缘，8、进水管接头，9、进水管，10、弹簧，11、出水口，12、调节螺丝，13、密封压板，14、活塞组，15、孔一，16、孔二，17、通水孔，18、胶囊连接管，19、套紧螺丝，20、电子流量计，21、封堵胶囊接头，22、端盖，23、钻杆，
24、钻机，25、耐压软管，26、高压软管，27、封堵室、28、封堵胶囊操作台、29、注水操作台，30、电子记录器，31、固定式压力调节阀，32、前部探测单元的前端，33、卡槽接头，34、压力表，35、流量表，36、可拆卸式压力调节阀。
【具体实施方式】
[0044]下面结合具体实施例对本实用新型做详细说明。
[0045]本实用新型采动底板破坏深度分段观测系统，如图1、图2所示，主要包括探测系统