CN102606134A - 一种矿井顶板钻孔淋水量测定装置及测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种矿井顶板钻孔淋水量测定装置及测定方法，适用于矿井巷道富水顶板淋水量测定。它由漏斗毡皮、圆柱体量测容器、防爆计时器及折叠式三角架组成。圆柱体量测容器的材质为高分子塑料，上端为“钳式”闭合板，底部中心为圆形旋钮式漏水口，底部向上以升为单位依次进行刻度标记；防爆计时器加装于圆柱体量测容器的外侧面，包括启动、停止、归零三个按钮，以秒为单位计时。该套装置及方法可精确测定顶板钻孔淋水量，对实验数据的总结分析可得出巷道顶板淋水量分布规律，为富水顶板巷道的支护参数选择提供实验数据参考，提高了支护的科学性，大大增强顶板支护安全系数，整套装置重量轻，运输方便，安装方法简单，具有广泛的实用性。

Description

一种矿井顶板钻孔淋水量测定装置及测定方法
技术领域
本发明涉及一种矿井顶板钻孔淋水量测定装置及测定方法，最适用矿井巷道富水顶板淋水量测定。
背景技术
矿井富水顶板巷道在我国宁武、邢东、焦作、霍州等矿区广泛存在，此类淋涌水型巷道若支护形式选择不当，不仅会导致支护成本过高，甚至会引发顶板透水和垮冒事故。淋涌水型巷道支护形式的选择与煤巷的地质生产条件密切相关，除了考虑顶板煤岩层的性质、巷道宽度、是否受采动影响、是否有断层等常规因素外，顶板不同区域富水岩层中淋水量的大小是影响巷道安全稳定的关键因素，然而，通过现场调研得到：由于缺乏便捷实用的淋水量测定装置，在有水矿井支护方案的选取设计中不能准确测定淋涌水量的大小，仅根据矿井宏观的水文地质图来粗略估量，导致支护方案实施后淋涌水顶板煤巷经常出现支护失效，根据统计得到的我国宁东、淮南、济宁等冒顶事故的数据，发现其中50％左右的事故由于富水顶板煤巷支护失效性冒顶而引起的。因此，现场亟需研究一套适合于测定富水顶板巷道淋涌水量大小的装置及方法，以便准确测量巷道顶板岩层钻孔淋水量数据，从而科学设计富水巷道顶板支护形式并确定合理支护参数，以保障顶板支护的安全性。
发明内容
一.发明目的
鉴于已有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种煤矿井下钻孔淋水量测定装置及方法，它可精确测定顶板钻孔淋水量，为富水顶板煤巷的支护参数选择提供实验数据参考。
二.技术方案
本申请的测定装置包括漏斗毡皮、圆柱体量测容器、防爆计时器及折叠式三角架，漏斗毡皮中漏斗口需保证其垂直投影面被包含在圆柱体量测容器中的圆形横截面内；圆柱体量测容器的材质为高分子塑料，上端为“钳式”闭合板，底部中心为圆形旋钮式漏水口，底部向上以升为单位依次进行刻度标记；防爆计时器加装于圆柱体量测容器的外侧面，包括启动、停止、归零三个按钮，以秒为单位计时。具体实施步骤为：首先确定所测淋水煤巷顶板典型位置以及顶板需要钻孔的各点A、B、C、D、E…，在需要打钻的A点顶板岩层周边区域预先固定好漏斗毡皮，利用锚杆钻机向设计好的顶板钻孔点垂直顶板打好钻孔，打开底部折叠三角架并架设好，关闭圆柱体量测容器上端的闭合板和底端圆形旋钮式漏水口，将架设好的圆柱体量测容器移到钻孔正下方，打开圆柱体量测容器上端的闭合板，并按下防爆计时器中的“开始”按钮进行计时，至一定体积后关闭上端“钳式”闭合板，并按下防爆计时器中的“停止”按钮，记录圆柱体量测容器中水的体积L1和量测时间S1，并通过公式Q1＝L1/S1计算出第一次测定的钻孔淋水量Q1；打开圆柱体量测容器底部的圆形旋钮式漏水口，待容器内的水全部流干后，按下防爆计时器中的“归零”按钮；按照上述测定过程，对同一顶板的钻孔淋水量再次重复测量两次，并分别记录圆柱体量测容器中水的体积L2、L3和量测时间S2、S3，并通过公式Qi＝Li/Si，其中i＝2，3，计算得出第二次和第三次测定的钻孔淋水量Q2，Q3，并通过Q0A＝∑Li/Si，i＝1，2，3得出A钻孔点的算术平均值，此也即为该测点处的顶板钻孔淋水量；可以撤下顶板漏斗毡皮和关闭折叠式三角架，移动该套钻孔淋水量测定装置到下一测点B，方法同上，测定B测点处钻孔淋水量为Q0B，依次类推，可得出C、D、E…测点处钻孔淋水量Q0C、Q0D、Q0E…，对其测定数据进行科学归纳总结分析，即可得出该矿顶板岩层淋水量分布规律。
三.技术效果
本发明一种矿井顶板钻孔淋水量测定装置，最适用矿井巷道富水顶板淋水量测定。该套钻孔淋水量测定装置测定数据准确，提高了支护的科学性和有效性，大大增加顶板支护安全系数，整套装置重量轻、运输方便、安装操作方法简单、具有广泛的实用性。
附图说明
附图1是本发明示意图。
具体实施方式
下面将结合附图中的一个实施例对本发明作进一步的描述：
本发明一种矿井顶板钻孔淋水量测定装置，采用漏斗毡皮1、圆柱体量测容器2、防爆计时器3及折叠式三角架4。漏斗毡皮1中漏斗口需保证其垂直投影面被包含在圆柱体量测容器2中的圆形横截面内，所述钻孔淋水量测定装置中圆柱体量测容器2的材质为高分子塑料，上端为“钳式”闭合板5，底部中心为圆形旋钮式漏水口6，从底部向上以升为单位依次进行刻度标记，防爆计时器3加装于圆柱体量测容器2的外侧面，其主要功能是进行时间的计时，包括启动、停止、归零三个按钮，以秒为单位。具体实施步骤为：首先确定所测淋水煤巷顶板典型位置以及顶板需要钻孔的各点A、B、C、D、E…，在需要打钻的A点顶板岩层周边区域预先固定好漏斗毡皮1，利用锚杆钻机向设计好的顶板钻孔点垂直顶板打好钻孔7，打开底部折叠三角架4并架设好，关闭圆柱体量测容器2上端的闭合板5和底端圆形旋钮式漏水口6，将架设好的圆柱体量测容器2移到钻孔7正下方，打开圆柱体量测容器2上端的闭合板5，并按下防爆计时器3中的“开始”按钮进行计时，至一定体积后关闭上端“钳式”闭合板5，并按下防爆计时器3中的“停止”按钮，记录圆柱体量测容器2中水的体积L1和量测时间S1，并通过公式Q1＝L1/S1计算出第一次测定的钻孔淋水量Q1。打开圆柱体量测容器2底部的圆形旋钮式漏水口6，待容器内的水全部流干后，按下防爆计时器3中的“归零”按钮。按照上述测定过程，对同一顶板的钻孔淋水量再次重复测量2次，并分别记录圆柱体量测容器2中水的体积L2、L3和量测时间S2、S3，并通过公式Qi＝Li/Si，其中i＝2，3。计算得出第二次和第三次测定的钻孔淋水量Q2，Q3，并通过Q0A＝∑Li/Si，i＝1，2，3得出A钻孔点的算术平均值，此也即为该测点处的顶板钻孔淋水量。撤下顶板漏斗毡皮1和关闭折叠式三角架4，移动该套钻孔淋水量测定装置到下一测点B，方法同上，可测定B测点处钻孔淋水量为Q0B，依次类推，可得出C、D、E…测点处钻孔淋水量Q0C、Q0D、Q0E…，对其测定数据进行科学归纳总结分析，即可得出该矿顶板岩层淋水量分布规律，指导矿井安全高效生产。

Claims (2)

1.一种矿井顶板钻孔淋水量测定装置，其特征在于：包括漏斗毡皮(1)、圆柱体量测容器(2)、防爆计时器(3)及折叠式三角架(4)，漏斗毡皮(1)中漏斗口需保证其垂直投影面被包含在圆柱体量测容器(2)中的圆形横截面内；圆柱体量测容器(2)的材质为高分子塑料，上端为“钳式”闭合板(5)，底部中心为圆形旋钮式漏水口(6)，底部向上以升为单位依次进行刻度标记；防爆计时器(3)加装于圆柱体量测容器(2)的外侧面，包括启动、停止、归零三个按钮，以秒为单位计时。
2.一种使用权利要求1所述的矿井顶板钻孔淋水量测定装置进行淋水量测定的方法，其特作在于：首先确定所测淋水煤巷顶板典型位置以及顶板需要钻孔的各点A、B、C、D、E…，在需要打钻的A点顶板岩层周边区域预先固定好漏斗毡皮(1)，利用锚杆钻机向设计好的顶板钻孔点垂直顶板打好钻孔(7)，打开底部折叠三角架(4)并架设好，关闭圆柱体量测容器(2)上端的闭合板(5)和底端圆形旋钮式漏水口(6)，将架设好的圆柱体量测容器(2)移到钻孔(7)正下方，打开圆柱体量测容器(2)上端的闭合板(5)，并按下防爆计时器(3)中的“开始”按钮进行计时，至一定体积后关闭上端“钳式”闭合板(5)，并按下防爆计时器(3)中的“停止”按钮，记录圆柱体量测容器(2)中水的体积L1和量测时间S1，并通过公式Q1＝L1/S1计算出第一次测定的钻孔淋水量Q1；打开圆柱体量测容器(2)底部的圆形旋钮式漏水口(6)，待容器内的水全部流干后，按下防爆计时器(3)中的“归零”按钮；按照上述测定过程，对同一顶板的钻孔淋水量再次重复测量两次，并分别记录圆柱体量测容器(2)中水的体积L2、L3和量测时间S2、S3，并通过公式Qi＝Li/Si，其中i＝2，3，计算得出第二次和第三次测定的钻孔淋水量Q2，Q3，并通过Q0A＝∑Li/Si，i＝1，2，3得出A钻孔点的算术平均值，此也即为该测点处的顶板钻孔淋水量；可以进一步撤下顶板漏斗毡皮(1)和关闭折叠式三角架(4)，移动该套钻孔淋水量测定装置到下一测点B，方法同上，测定B测点处钻孔淋水量为Q0B，依次类推，可得出C、D、E…测点处钻孔淋水量Q0C、Q0D、Q0E…，对其测定数据进行科学归纳总结分析，即可得出该矿顶板岩层淋水量分布规律。
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