CN113279798A - 一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，该装置包括第一测量装置、第一铠装电缆和第一数显仪；所述第一测量装置安装于钻孔中，所述第一测量装置包括树脂药卷，树脂药卷外壳体，顶端锚固杆，伸缩杆，第一位移传感器，第一堵浆圆板，第二堵浆圆板，第一堵浆软体，第一喷浆孔，第一喷浆封孔段，第一护线管，第一喷浆杆体，第一注浆杆和第一堵浆软体挡板。同时，本发明提供了喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定方法。本发明将第一位移传感器或第二位移传感器布置于钻孔内，替代长距离钢丝绳相对位移孔口测量，实现了对膨胀变形量的直接高精度实时测量，且仅需1组位移传感器系统，同时推送钻杆可回收，成本低，系统简单，可靠性高。

Description

一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置及使用方法

技术领域

本发明属于煤矿保护层开采技术领域,特别提供了一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置及使用方法。

背景技术

保护层开采技术是指，在煤层群条件下，通过开采保护煤层的卸压增透作用，降低邻近被保护高瓦斯或突出危险煤层的煤层瓦斯含量，消除其突出危险性的区域瓦斯治理技术。按照保护层与被保护层的相对位置关系，保护层又可分为上保护层和下保护层。我国多数矿区煤层群赋存的特征决定了保护层开采是我国需要长期采用的区域防突措施。煤层膨胀变形量是衡量保护层开采效果的一项重要指标。《防治煤与瓦斯突出细则》2019版本第五十五条规定：矿井首次开采某个保护层或者保护层与被保护层的层间距、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当对被保护层的保护效果及其有效保护范围进行实际考察。经保护效果考察有效的范围为无突出危险区。若经实际考察被保护层的最大膨胀变形量大于3‰，则检验和考察结果可适用于具有同一保护层和被保护层关系的其他区域。最大膨胀变形量未超过3‰的，必须对每个被保护工作面的保护效果进行检验：此外，若保护层与被保护层的层间距离、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当再次进行效果检验和保护范围考察。

目前对煤层膨胀变形量的测定多采用深部基点法，即在岩巷中向煤层施工穿透煤层的钻孔，在煤层顶板及底板各安装一对钢楔固定深部基点，由钢楔引出钢筋和钢管至孔外，通过测量钢筋和钢管的相对位移，并结合钻孔角度进行换算，得到煤层的膨胀变形量。如果钻孔距离较深可用钢丝绳代替钢筋和钢管。传统的测定方在实际操作中难度大，具有安全隐患。钢楔体积大，在钻孔内推送过程中易与孔壁碰撞发生错位，甚至卡在钻孔中途，造成安装失败；钢楔、钢筋被首先推送至煤层顶板固定，钢楔、钢管接着被推送至底板固定，安装不能一次性完成，底板基点的安装对顶板基点的稳定会产生影响；当测定地点距离被保护层较远时，钢管、钢筋长度增加，重量增大，人工推送困难，钢筋和钢管在自重作用下容易发生掉落，存在安全隐患；如果用钢丝绳代替钢筋和钢管，基点钢楔安装固定困难，且测量用的钢丝绳缺乏保护，可能卡在孔壁裂缝内，造成测量不准确。另外钻孔变形及钻屑影响钢楔很难安装至指定位置，由于采动影响即使安装良好的钢楔也极易产生松动滑落造成测定失败，失败率极高；被保护层膨胀变形量较小，往往只有几毫米，钻孔深度往往较大，通过上下两根钢丝绳相对位移直观读取，误差较大。

如专利号为CN202010972156.1的中国发明专利公开了一种被保护层膨胀变形量测定装置及方法，设在钻孔内的引导管、第一封孔囊袋、第一囊袋注浆管、套管、第二封孔囊袋、第二囊袋注浆管和钢丝绳；本发明利用施工钻孔的钻机、钻杆将钢丝绳、第一封孔囊袋、第一囊袋注浆管等送入钻孔被保护煤层顶板以上位置，注浆固定，测定被保护煤层顶板位移量；利用套管固定封孔部件后穿钢丝绳，送入钻孔被保护煤层底板下方，注浆固定，测定被保护煤层底板位移量；在保护层开采后，利用被保护煤层顶板位移量、底板位移量，进而计算保护层开采后被保护层膨胀变形量。该装置需要在保护煤层顶板和底板的位置分别通过封孔囊袋固定钢丝绳，并通过钢丝绳测定煤层顶板位移量和底板位移量，才可以实现被保护层膨胀变形量，该固定方式复杂，采用钢丝绳测定，测量误差较大。

现有技术中较少地有关于采用位移传感器进行保护层膨胀变形量测量的技术。如专利号为CN201610559046.6的中国发明专利公开了一种被保护层膨胀变形量的测量方法，该测量方法是要先进行钻机钻孔、扩孔，然后需要再钻孔和扩孔内分别放置顶板位移测量装置和底板位移测量装置，其顶板位移测量装置包括上部小托盘、下部小托盘、第一空心杆、第一弹簧、第一数据传输线、第一位移传感器和第一数显表；所述第一弹簧的上端连接上部小托盘，第一弹簧的下端通过第一位移传感器连接下部小托盘，所述第一位移传感器固定在下部小托盘的顶面上，所述第一空心杆的上端与下部小托盘的底面焊接；

底板位移测量装置包括上部大托盘、下部大托盘、第二空心杆、第二弹簧、第二数据传输线、第二位移传感器和第二数显表，所述第二弹簧的上端连接上部大托盘，第二弹簧的下端通过第二位移传感器连接下部大托盘，所述第二位移传感器固定在下部大托盘的顶面上，所述第二空心杆的上端焊接在下部大托盘的底面上；

该测量方法需要钻孔并进行扩孔，工艺复杂，并且需要在煤层顶板和底板均放置测量装置，下部托盘容易受到煤岩掉落体影响测量准确性，采用四组传感器，成本较高。

因此，被保护层在保护层开采的过程中会发生膨胀变形，且膨胀变形量较小，往往只有几个毫米，需要及时进行测量捕捉，对装置可靠性、准确性要求较高；被保护层膨胀变形量测量装置研究对保护层开采瓦斯抽采和效果检验工作具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置及使用方法。本发明可以替代长距离钢丝绳相对位移孔口测量，实现了对膨胀变形量的直接高精度实时测量，且仅需1组位移传感器系统，同时推送钻杆可回收，成本低，系统简单，可靠性高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，该装置包括第一测量装置、第一铠装电缆和第一数显仪；所述第一测量装置安装于钻孔中，所述第一测量装置包括树脂药卷，树脂药卷外壳体，顶端锚固杆，伸缩杆，第一位移传感器，第一堵浆圆板，第二堵浆圆板，第一堵浆软体，第一喷浆孔，第一喷浆封孔段，第一护线管，第一喷浆杆体，第一注浆杆和第一堵浆软体挡板；

所述树脂药卷置于所述树脂药卷外壳体内部，所述树脂药卷外壳体与所述顶端锚固杆通过螺纹相连接，所述伸缩杆包括内杆和外杆，内杆可沿外杆内侧上下滑动，所述顶端锚固杆与伸缩杆外杆相连接，所述第一位移传感器的一端与内杆顶端相固定，所述第一位移传感器另一端置于外杆内部腔体且与外杆内侧端面相铰接，第二堵浆圆板置于第一堵浆圆板下方，所述第一喷浆杆体上部垂直贯穿置于第一堵浆圆板、第二堵浆圆板中，内杆底端与所述第一堵浆圆板之间密封固定，第一堵浆圆板和第二堵浆圆板之间的环形空间为第一喷浆封孔段，第一喷浆杆体上开设有第一喷浆孔，且第一喷浆孔位于第一喷浆封孔段中，第一喷浆杆体的底端与所述第一注浆杆相连接；在第二堵浆圆板下方的第一喷浆杆体外周包裹有第一堵浆软体，在第一堵浆软体的下方设有第一堵浆软体挡板，第一堵浆软体挡板套装在所述第一喷浆杆体外部并焊接固定，在所述第一堵浆圆板、第一堵浆软体、第一堵浆软体挡板中沿垂直方向贯穿固定有第一护线管，所述第一铠装电缆一端与第一位移传感器相连接，另一端依次穿过伸缩杆内杆下部开设的斜孔、第一护线管与钻孔外第一数显仪相连接。

一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，该装置包括第一测量装置、第一铠装电缆和第一数显仪；所述第一测量装置安装于钻孔中，所述第一测量装置包括树脂药卷，树脂药卷外壳体，顶端锚固杆，伸缩杆，第一位移传感器，第一堵浆圆板，第二堵浆圆板，第一堵浆软体，第一喷浆孔，第一喷浆封孔段，第一护线管，第一喷浆杆体，第一注浆杆和第一堵浆软体挡板；

所述树脂药卷置于所述树脂药卷外壳体内部，所述树脂药卷外壳体与所述顶端锚固杆通过螺纹相连接，所述伸缩杆包括内杆和外杆，内杆可沿外杆内侧上下滑动，所述顶端锚固杆与伸缩杆外杆相连接，所述第一位移传感器的一端与内杆顶端相固定，所述第一位移传感器另一端置于外杆内部腔体且与外杆内侧端面相铰接，第二堵浆圆板置于第一堵浆圆板下方，所述第一喷浆杆体上部垂直贯穿置于第一堵浆圆板、第二堵浆圆板中并焊接固定，内杆底端与所述第一堵浆圆板之间密封固定，第一堵浆圆板和第二堵浆圆板之间的环形空间为第一喷浆封孔段，第一喷浆杆体上开设有第一喷浆孔，且第一喷浆孔位于第一喷浆封孔段中，第一喷浆杆体的底端与所述第一注浆杆相连接；

在所述第一堵浆圆板上方的内杆外周包裹有第一堵浆软体，在第一堵浆软体的上方设有第一堵浆软体挡板，第一堵浆软体挡板套装在所述内杆外部并焊接固定，在所述第一堵浆圆板、第一堵浆软体、第一堵浆软体挡板中沿垂直方向贯穿固定有第一护线管，所述第一铠装电缆一端与第一位移传感器相连接，另一端依次穿过伸缩杆内杆下部开设的斜孔、第一护线管与钻孔外第一数显仪相连接。

进一步地，所述第一注浆杆与第一喷浆杆体反扣相接。

进一步地，所述第一堵浆软体外径略小于钻孔内径且大于第二堵浆圆板、第一堵浆圆板与第一堵浆软体挡板外径，第一堵浆软体用于防止注浆液沿第二堵浆圆板、第一堵浆圆板与钻孔间缝隙大量流失，所述第一堵浆软体采用海绵或棉布制成。

本发明同时提供一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定方法，利用上述的喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，按照如下步骤进行：

步骤一，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤二，利用多根螺纹连接的第一注浆杆将第一测量装置推送至孔底，利用钻机带动多根螺纹连接的第一注浆杆，进而带动顶端锚固杆旋转推进，顶端锚固杆与树脂药卷外壳体相对转动，实现螺纹扣脱离，并沿树脂药卷外壳体内壁旋转挤压树脂药卷，树脂药卷由树脂药卷外壳体溢出固化，实现树脂药卷外壳体、顶端锚固杆与钻孔内壁相固定；

步骤三，将第一铠装电缆与第一数显仪相连，通过第一数显仪显示第一位移传感器读数；利用钻机带动多根螺纹连接的第一注浆杆微量回撤，进而带动伸缩杆、第一位移传感器微量伸长；

步骤四，第一注浆杆末端与注浆泵相连接，开启注浆泵，经过第一注浆杆、第一喷浆杆体、第一喷浆孔泵送注浆液至第一喷浆封孔段，待注浆液固化，实现第一喷浆封孔段与钻孔内壁固定；

步骤五，将第一数显仪归零，保护层回采的过程中，实时监测记录第一数显仪的位移读数d，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。

一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，该自动测定装置包括第二测量装置，第二铠装电缆及第二数显仪；

所述第二测量装置包括伸缩保护套、强力弹簧，第二位移传感器，连接杆，第三堵浆圆板、第四堵浆圆板、第二喷浆孔、第二喷浆封孔段、第二堵浆软体、第二护线管、第二喷浆杆体、第二注浆杆和第二堵浆软体挡板；

所述第二位移传感器一端与伸缩保护套内部端口铰接，另一端与连接杆固定，所述强力弹簧一端固定于伸缩保护套内部端口，另一端与第二位移传感器外壁固定，第二位移传感器可沿伸缩保护套轴向滑动；连接杆另一端与第三堵浆圆板密封固定；第四堵浆圆板置于第三堵浆圆板下方，所述第二喷浆杆体上部垂直贯穿置于第三堵浆圆板和第四堵浆圆板中并焊接固定，第三堵浆圆板和第四堵浆圆板之间的环形空间为第二喷浆封孔段，第二喷浆杆体上开设有第二喷浆孔，且第二喷浆孔位于第二喷浆封孔段中，第二喷浆杆体的底端与所述第二注浆杆相连接，在所述第四堵浆圆板下方的第二喷浆杆体外周包裹有第二堵浆软体，在第二堵浆软体的下方设有第二堵浆软体挡板，第二堵浆软体挡板套装在所述第二喷浆杆体外部并焊接固定，在所述第三堵浆圆板、第二堵浆软体、第二堵浆软体挡板中沿垂直方向贯穿固定有第二护线管，第二铠装电缆一端与第二位移传感器相连接，另一端依次穿过连接杆下部开设的斜孔、第二护线管与钻孔外第二数显仪相连接。

一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，该自动测定装置包括第二测量装置，第二铠装电缆及第二数显仪；

所述第二测量装置包括伸缩保护套、强力弹簧，第二位移传感器，连接杆，第三堵浆圆板、第四堵浆圆板、第二喷浆孔、第二喷浆封孔段、第二堵浆软体、第二护线管、第二喷浆杆体、第二注浆杆和第二堵浆软体挡板；

所述第二位移传感器一端与伸缩保护套内部端口铰接，另一端与连接杆固定，所述强力弹簧一端固定于伸缩保护套内部端口，另一端与第二位移传感器外壁固定，第二位移传感器可沿伸缩保护套轴向滑动；连接杆另一端与第三堵浆圆板密封固定；第四堵浆圆板置于第三堵浆圆板下方，所述第二喷浆杆体上部垂直贯穿置于第三堵浆圆板和第四堵浆圆板1062中并焊接固定，第三堵浆圆板和第四堵浆圆板之间的环形空间为第二喷浆封孔段，第二喷浆杆体上开设有第二喷浆孔，且第二喷浆孔位于第二喷浆封孔段中，第二喷浆杆体的底端与所述第二注浆杆相连接，在所述第三堵浆圆板上方的连接杆外周包裹有第二堵浆软体，在第二堵浆软体的上方设有第二堵浆软体挡板，第二堵浆软体挡板套装在所述连接杆外部并焊接固定，在所述第三堵浆圆板、第二堵浆软体、第二堵浆软体挡板中沿垂直方向贯穿固定有第二护线管，第二铠装电缆一端与第二位移传感器相连接，另一端依次穿过连接杆下部开设的斜孔、第二护线管与钻孔外第二数显仪相连接。

进一步地，所述第二注浆杆与第二喷浆杆体反扣相接。

进一步地，所述第二堵浆软体外径略小于钻孔内径且大于第四堵浆圆板、第三堵浆圆板与第二堵浆软体挡板外径，第二堵浆软体用于防止注浆液沿第四堵浆圆板、第三堵浆圆板与钻孔间缝隙大量流失，所述第二堵浆软体采用海绵或棉布制成。

本发明同时提供一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定方法，利用上述的喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，按照如下步骤进行：

步骤一，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤二，利用多根螺纹相连接的第二注浆杆将第二测量装置推送至孔底，将第二铠装电缆与第二数显仪相连，通过第二数显仪显示第二位移传感读数；微量推送第二注浆杆，压缩强力弹簧，第二位移传感器回缩产生微量位移；

步骤三，第二注浆杆末端与注浆泵相连接，开启注浆泵，经过第二注浆杆、第二喷浆杆体、第二喷浆孔泵送注浆液至第二喷浆封孔段，待注浆液固化，实现第二喷浆封孔段与钻孔内壁固定；

步骤四，将第二数显仪归零，保护层回采的过程中，实时监测第二记录数显仪的位移读数d，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：与现有技术相比，本发明一测量装置和第二测量装置采用注浆封孔方式代替传统钢楔等固定方式，具有安装稳固，便于安装，抗干扰性强等特点；将第一位移传感器或第二位移传感器布置于钻孔内，替代长距离钢丝绳相对位移孔口测量，实现了对膨胀变形量的直接高精度实时测量，且仅需1组位移传感器系统，同时推送钻杆可回收，成本低，系统简单，可靠性高。

附图说明

图1是本发明实施例一的一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置在钻孔内的安装结构示意图；

图2是本发明实施例二的一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置在钻孔内的安装结构示意图；

图3是本发明实施例三的一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置在钻孔内的安装结构示意图；

图4是本发明实施例三的一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置在钻孔内的安装结构示意图；

图中：1树脂药卷，2树脂药卷外壳体，3顶端锚固杆，4伸缩杆，41内杆，42外杆，5第一位移传感器，6第一铠装电缆，71第一堵浆圆板，72第二堵浆圆板，8第一堵浆软体，9第一喷浆孔，10第一喷浆封孔段，11第一护线管，12第一喷浆杆体，13第一注浆杆，14第一数显仪，15第一堵浆软体挡板；

101强力弹簧，102伸缩保护套，103第二位移传感器，104第二铠装电缆，105连接杆，1061第三堵浆圆板，1062，第四堵浆圆板，107第二喷浆孔，108喷浆封孔段，109第二堵浆软体，110第二护线管，111第二喷浆杆体，112第二注浆杆，113第二数显仪，114第二堵浆软体挡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参照图1，本实施例应用于钻孔为上向孔时，一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，该装置包括第一测量装置、第一铠装电缆6和第一数显仪14；所述第一测量装置安装于钻孔中，所述第一测量装置包括树脂药卷1，树脂药卷外壳体2，顶端锚固杆3，伸缩杆4，第一位移传感器5，第一堵浆圆板71，第二堵浆圆板72，第一堵浆软体8，第一喷浆孔9，第一喷浆封孔段10，第一护线管11，第一喷浆杆体12，第一注浆杆13和第一堵浆软体挡板15；

所述树脂药卷1置于所述树脂药卷外壳体2内部，所述树脂药卷外壳体2与所述顶端锚固杆3通过螺纹相连接，所述伸缩杆4包括内杆41和外杆42，内杆41可沿外杆42内侧上下滑动，所述顶端锚固杆3与伸缩杆4外杆42相连接，所述第一位移传感器5的一端与内杆41顶端相固定，所述第一位移传感器5另一端置于外杆42内部腔体且与外杆42内侧端面相铰接，第二堵浆圆板72置于第一堵浆圆板71下方，所述第一喷浆杆体上部垂直贯穿置于第一堵浆圆板71、第二堵浆圆板72中，内杆41底端与所述第一堵浆圆板71之间密封固定，第一堵浆圆板71和第二堵浆圆板72之间的环形空间为第一喷浆封孔段10，第一喷浆杆体12上开设有第一喷浆孔9，且第一喷浆孔9位于第一喷浆封孔段10中，第一喷浆杆体12的底端与所述第一注浆杆13相连接；在第二堵浆圆板72下方的第一喷浆杆体12外周包裹有第一堵浆软体8，在第一堵浆软体8的下方设有第一堵浆软体挡板15，第一堵浆软体挡板15套装在所述第一喷浆杆体12外部并焊接固定，在所述第一堵浆圆板71、第一堵浆软体8、第一堵浆软体挡板15中沿垂直方向贯穿固定有第一护线管11，所述第一铠装电缆6一端与第一位移传感器5相连接，另一端依次穿过伸缩杆4内杆41下部开设的斜孔、第一护线管11与钻孔外第一数显仪14相连接。

所述第一注浆杆13与第一喷浆杆体12反扣相接。

所述第一堵浆软体8外径略小于钻孔内径且大于第二堵浆圆板72、第一堵浆圆板71与第一堵浆软体挡板15外径，第一堵浆软体8用于防止注浆液沿第二堵浆圆板72、第一堵浆圆板71与钻孔间缝隙大量流失，所述第一堵浆软体8采用海绵或棉布制成。

所述第一位移传感器5为伸缩式位移传感器、激光位移传感器、光纤位移传感器或光栅位移传感器。

所述第一位移传感器5、第一铠装电缆6、第一数显仪14均为本安或防爆型。

所述第一位移传感器5量程大于伸缩杆4的内杆41相对于外杆42轴向移动的行程。

第一注浆杆13与注浆泵相连接，开启注浆泵，经过第一注浆杆13、第一喷浆杆体12、第一喷浆孔9泵送注浆液至第一喷浆封孔段10。

实施例二

参照图2，与实施例一的不同之处在于：

本实施例应用于钻孔为下向孔时，一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，该装置包括第一测量装置、第一铠装电缆6和第一数显仪14；所述第一测量装置安装于钻孔中，所述第一测量装置包括树脂药卷1，树脂药卷外壳体2，顶端锚固杆3，伸缩杆4，第一位移传感器5，第一堵浆圆板71，第二堵浆圆板72，第一堵浆软体8，第一喷浆孔9，第一喷浆封孔段10，第一护线管11，第一喷浆杆体12，第一注浆杆13和第一堵浆软体挡板15；

所述树脂药卷1置于所述树脂药卷外壳体2内部，所述树脂药卷外壳体2与所述顶端锚固杆3通过螺纹相连接，所述伸缩杆包括内杆41和外杆42，内杆41可沿外杆42内侧上下滑动，所述顶端锚固杆3与伸缩杆4外杆42相连接，所述第一位移传感器5的一端与内杆41顶端相固定，所述第一位移传感器5另一端置于外杆42内部腔体且与外杆42内侧端面相铰接，第二堵浆圆板72置于第一堵浆圆板71下方，所述第一喷浆杆体上部垂直贯穿置于第一堵浆圆板71、第二堵浆圆板72中并焊接固定，内杆41底端与所述第一堵浆圆板71之间密封固定，第一堵浆圆板71和第二堵浆圆板72之间的环形空间为第一喷浆封孔段10，第一喷浆杆体12上开设有第一喷浆孔9，且第一喷浆孔9位于第一喷浆封孔段10中，第一喷浆杆体12的底端与所述第一注浆杆13相连接；

在所述第一堵浆圆板71上方的内杆41外周包裹有第一堵浆软体8，在第一堵浆软体8的上方设有第一堵浆软体挡板15，第一堵浆软体挡板15套装在所述内杆41外部并焊接固定，在所述第一堵浆圆板71、第一堵浆软体8、第一堵浆软体挡板15中沿垂直方向贯穿固定有第一护线管11，所述第一铠装电缆6一端与第一位移传感器5相连接，另一端依次穿过伸缩杆4内杆41下部开设的斜孔、第一护线管11与钻孔外第一数显仪14相连接。

实施例三

本发明同时提供一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定方法，利用实施例一或实施例二所述的喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，按照如下步骤进行：

步骤一，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤二，利用多根螺纹连接的第一注浆杆13将第一测量装置推送至孔底，利用钻机带动多根螺纹连接的第一注浆杆13，进而带动顶端锚固杆3旋转推进，顶端锚固杆3与树脂药卷外壳体2相对转动，实现螺纹扣脱离，并沿树脂药卷外壳体2内壁旋转挤压树脂药卷1，树脂药卷1由树脂药卷外壳体2溢出固化，实现树脂药卷外壳体2、顶端锚固杆3与钻孔内壁相固定；

步骤三，将第一铠装电缆6与第一数显仪14相连，通过第一数显仪14显示第一位移传感器5读数；利用钻机带动多根螺纹连接的第一注浆杆13微量回撤，进而带动伸缩杆4、第一位移传感器5微量伸长；

步骤四，第一注浆杆13末端与注浆泵相连接，开启注浆泵，经过第一注浆杆13、第一喷浆杆体12、第一喷浆孔9泵送注浆液至第一喷浆封孔段10，待注浆液固化，实现第一喷浆封孔段10与钻孔内壁固定；

步骤五，将第一数显仪14归零，保护层回采的过程中，实时监测记录第一数显仪14的位移读数d，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。

实施例四

参照图3，本实施例应用于钻孔为上向孔时，一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，该自动测定装置包括第二测量装置，第二铠装电缆104及第二数显仪113；

所述第二测量装置包括伸缩保护套102、强力弹簧101，第二位移传感器103，连接杆105，第三堵浆圆板1061、第四堵浆圆板1062、第二喷浆孔107、第二喷浆封孔段108、第二堵浆软体109、第二护线管110、第二喷浆杆体111、第二注浆杆112和第二堵浆软体挡板114；

所述第二位移传感器103一端与伸缩保护套102内部端口铰接，另一端与连接杆105固定，所述强力弹簧101一端固定于伸缩保护套102内部端口，另一端与第二位移传感器103外壁固定，第二位移传感器103可沿伸缩保护套轴向滑动；连接杆105另一端与第三堵浆圆板1061密封固定；第四堵浆圆板1062置于第三堵浆圆板1061下方，所述第二喷浆杆体111上部垂直贯穿置于第三堵浆圆板1061和第四堵浆圆板1062中并焊接固定，第三堵浆圆板1061和第四堵浆圆板1062之间的环形空间为第二喷浆封孔段108，第二喷浆杆体111上开设有第二喷浆孔107，且第二喷浆孔107位于第二喷浆封孔段108中，第二喷浆杆体111的底端与所述第二注浆杆112相连接，在所述第四堵浆圆板1062下方的第二喷浆杆体111外周包裹有第二堵浆软体109，在第二堵浆软体109的下方设有第二堵浆软体挡板114，第二堵浆软体挡板114套装在所述第二喷浆杆体111外部并焊接固定，在所述第三堵浆圆板1061、第二堵浆软体109、第二堵浆软体挡板114中沿垂直方向贯穿固定有第二护线管110，第二铠装电缆104一端与第二位移传感器103相连接，另一端依次穿过连接杆105下部开设的斜孔、第二护线管110与钻孔外第二数显仪113相连接。

所述第二注浆杆112与第二喷浆杆体111反扣相接。

所述第二堵浆软体109外径略小于钻孔内径且大于第四堵浆圆板1062、第三堵浆圆板1061与第二堵浆软体挡板114外径，第二堵浆软体109用于防止注浆液沿第四堵浆圆板1062、第三堵浆圆板1061与钻孔间缝隙大量流失，所述第二堵浆软体109采用海绵或棉布制成。

所述第二位移传感器103为伸缩式位移传感器、激光位移传感器、光纤位移传感器或光栅位移传感器。

所述第二位移传感器103、第二铠装电缆104、第二数显仪113均为本安或防爆型。

所述第二位移传感器103量程大于伸缩保护套相对于第二位移传感器103轴向移动的行程。

第二注浆杆112末端与注浆泵相连接，开启注浆泵，经过第二注浆杆112、第二喷浆杆体111、第二喷浆孔107泵送注浆液至第二喷浆封孔段108。

实施例五

参照图4，本实施例应用于钻孔为下向孔时，与实施例四的不同之处在于：

一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，该自动测定装置包括第二测量装置，第二铠装电缆104及第二数显仪113；

所述第二测量装置包括伸缩保护套102、强力弹簧101，第二位移传感器103，连接杆105，第三堵浆圆板1061、第四堵浆圆板1062、第二喷浆孔107、第二喷浆封孔段108、第二堵浆软体109、第二护线管110、第二喷浆杆体111、第二注浆杆112和第二堵浆软体挡板114；

所述第二位移传感器103一端与伸缩保护套内部端口铰接，另一端与连接杆105固定，所述强力弹簧101一端固定于伸缩保护套102内部端口，另一端与第二位移传感器103外壁固定，第二位移传感器103可沿伸缩保护套102轴向滑动；连接杆105另一端与第三堵浆圆板1061密封固定；第四堵浆圆板1062置于第三堵浆圆板1061下方，所述第二喷浆杆体111上部垂直贯穿置于第三堵浆圆板1061和第四堵浆圆板1062中并焊接固定，第三堵浆圆板1061和第四堵浆圆板1062之间的环形空间为第二喷浆封孔段108，第二喷浆杆体111上开设有第二喷浆孔107，且第二喷浆孔107位于第二喷浆封孔段108中，第二喷浆杆体111的底端与所述第二注浆杆112相连接，在所述第三堵浆圆板1062上方的连接杆105外周包裹有第二堵浆软体109，在第二堵浆软体109的上方设有第二堵浆软体挡板114，第二堵浆软体挡板114套装在所述连接杆105外部并焊接固定，在所述第三堵浆圆板1061、第二堵浆软体109、第二堵浆软体挡板114中沿垂直方向贯穿固定有第二护线管110，第二铠装电缆104一端与第二位移传感器103相连接，另一端依次穿过连接杆105下部开设的斜孔、第二护线管110与钻孔外第二数显仪113相连接。

实施例六

本发明同时提供一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定方法，利用实施例三或实施例四所述的喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，按照如下步骤进行：

步骤一，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤二，利用多根螺纹相连接的第二注浆杆112将第二测量装置推送至孔底，将第二铠装电缆104与第二数显仪113相连，通过第二数显仪113显示第二位移传感103读数；微量推送第二注浆杆112，压缩强力弹簧101，第二位移传感器103回缩产生微量位移；

步骤三，第二注浆杆112末端与注浆泵相连接，开启注浆泵，经过第二注浆杆112、第二喷浆杆体111、第二喷浆孔107泵送注浆液至第二喷浆封孔段108，待注浆液固化，实现第二喷浆封孔段108与钻孔内壁固定；

步骤四，将第二数显仪113归零，保护层回采的过程中，实时监测第二记录数显仪113的位移读数d，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，该装置包括第一测量装置、第一铠装电缆和第一数显仪；所述第一测量装置安装于钻孔中，所述第一测量装置包括树脂药卷，树脂药卷外壳体，顶端锚固杆，伸缩杆，第一位移传感器，第一堵浆圆板，第二堵浆圆板，第一堵浆软体，第一喷浆孔，第一喷浆封孔段，第一护线管，第一喷浆杆体，第一注浆杆和第一堵浆软体挡板；

所述树脂药卷置于所述树脂药卷外壳体内部，所述树脂药卷外壳体与所述顶端锚固杆通过螺纹相连接，所述伸缩杆包括内杆和外杆，内杆可沿外杆内侧上下滑动，所述顶端锚固杆与伸缩杆外杆相连接，所述第一位移传感器的一端与内杆顶端相固定，所述第一位移传感器另一端置于外杆内部腔体且与外杆内侧端面相铰接，第二堵浆圆板置于第一堵浆圆板下方，所述第一喷浆杆体上部垂直贯穿置于第一堵浆圆板、第二堵浆圆板中，内杆底端与所述第一堵浆圆板之间密封固定，第一堵浆圆板和第二堵浆圆板之间的环形空间为第一喷浆封孔段，第一喷浆杆体上开设有第一喷浆孔，且第一喷浆孔位于第一喷浆封孔段中，第一喷浆杆体的底端与所述第一注浆杆相连接；在第二堵浆圆板下方的第一喷浆杆体外周包裹有第一堵浆软体，在第一堵浆软体的下方设有第一堵浆软体挡板，第一堵浆软体挡板套装在所述第一喷浆杆体外部并焊接固定，在所述第一堵浆圆板、第一堵浆软体、第一堵浆软体挡板中沿垂直方向贯穿固定有第一护线管，所述第一铠装电缆一端与第一位移传感器相连接，另一端依次穿过伸缩杆内杆下部开设的斜孔、第一护线管与钻孔外第一数显仪相连接。

2.一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，该装置包括第一测量装置、第一铠装电缆和第一数显仪；所述第一测量装置安装于钻孔中，所述第一测量装置包括树脂药卷，树脂药卷外壳体，顶端锚固杆，伸缩杆，第一位移传感器，第一堵浆圆板，第二堵浆圆板，第一堵浆软体，第一喷浆孔，第一喷浆封孔段，第一护线管，第一喷浆杆体，第一注浆杆和第一堵浆软体挡板；

所述树脂药卷置于所述树脂药卷外壳体内部，所述树脂药卷外壳体与所述顶端锚固杆通过螺纹相连接，所述伸缩杆包括内杆和外杆，内杆可沿外杆内侧上下滑动，所述顶端锚固杆与伸缩杆外杆相连接，所述第一位移传感器的一端与内杆顶端相固定，所述第一位移传感器另一端置于外杆内部腔体且与外杆内侧端面相铰接，第二堵浆圆板置于第一堵浆圆板下方，所述第一喷浆杆体上部垂直贯穿置于第一堵浆圆板、第二堵浆圆板中并焊接固定，内杆底端与所述第一堵浆圆板之间密封固定，第一堵浆圆板和第二堵浆圆板之间的环形空间为第一喷浆封孔段，第一喷浆杆体上开设有第一喷浆孔，且第一喷浆孔位于第一喷浆封孔段中，第一喷浆杆体的底端与所述第一注浆杆相连接；

在所述第一堵浆圆板上方的内杆外周包裹有第一堵浆软体，在第一堵浆软体的上方设有第一堵浆软体挡板，第一堵浆软体挡板套装在所述内杆外部并焊接固定，在所述第一堵浆圆板、第一堵浆软体、第一堵浆软体挡板中沿垂直方向贯穿固定有第一护线管，所述第一铠装电缆一端与第一位移传感器相连接，另一端依次穿过伸缩杆内杆下部开设的斜孔、第一护线管与钻孔外第一数显仪相连接。

3.如权利要求1或2所述的一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，所述第一注浆杆与第一喷浆杆体反扣相接。

4.如权利要求1或2所述的一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，所述第一堵浆软体外径略小于钻孔内径且大于第二堵浆圆板、第一堵浆圆板与第一堵浆软体挡板外径，第一堵浆软体用于防止注浆液沿第二堵浆圆板、第一堵浆圆板与钻孔间缝隙大量流失，所述第一堵浆软体采用海绵或棉布制成。

5.一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定方法，利用如权利1或2所述的喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，按照如下步骤进行：

步骤一，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤二，利用多根螺纹连接的第一注浆杆将第一测量装置推送至孔底，利用钻机带动多根螺纹连接的第一注浆杆，进而带动顶端锚固杆旋转推进，顶端锚固杆与树脂药卷外壳体相对转动，实现螺纹扣脱离，并沿树脂药卷外壳体内壁旋转挤压树脂药卷，树脂药卷由树脂药卷外壳体溢出固化，实现树脂药卷外壳体、顶端锚固杆与钻孔内壁相固定；

步骤三，将第一铠装电缆与第一数显仪相连，通过第一数显仪显示第一位移传感器读数；利用钻机带动多根螺纹连接的第一注浆杆微量回撤，进而带动伸缩杆、第一位移传感器微量伸长；

步骤四，第一注浆杆末端与注浆泵相连接，开启注浆泵，经过第一注浆杆、第一喷浆杆体、第一喷浆孔泵送注浆液至第一喷浆封孔段，待注浆液固化，实现第一喷浆封孔段与钻孔内壁固定；

步骤五，将第一数显仪归零，保护层回采的过程中，实时监测记录第一数显仪的位移读数d，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。

6.一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，该自动测定装置包括第二测量装置，第二铠装电缆及第二数显仪；

所述第二测量装置包括伸缩保护套、强力弹簧，第二位移传感器，连接杆，第三堵浆圆板、第四堵浆圆板、第二喷浆孔、第二喷浆封孔段、第二堵浆软体、第二护线管、第二喷浆杆体、第二注浆杆和第二堵浆软体挡板；

所述第二位移传感器一端与伸缩保护套内部端口铰接，另一端与连接杆固定，所述强力弹簧一端固定于伸缩保护套内部端口，另一端与第二位移传感器外壁固定，第二位移传感器可沿伸缩保护套轴向滑动；连接杆另一端与第三堵浆圆板密封固定；第四堵浆圆板置于第三堵浆圆板下方，所述第二喷浆杆体上部垂直贯穿置于第三堵浆圆板和第四堵浆圆板中并焊接固定，第三堵浆圆板和第四堵浆圆板之间的环形空间为第二喷浆封孔段，第二喷浆杆体上开设有第二喷浆孔，且第二喷浆孔位于第二喷浆封孔段中，第二喷浆杆体的底端与所述第二注浆杆相连接，在所述第四堵浆圆板下方的第二喷浆杆体外周包裹有第二堵浆软体，在第二堵浆软体的下方设有第二堵浆软体挡板，第二堵浆软体挡板套装在所述第二喷浆杆体外部并焊接固定，在所述第三堵浆圆板、第二堵浆软体、第二堵浆软体挡板中沿垂直方向贯穿固定有第二护线管，第二铠装电缆一端与第二位移传感器相连接，另一端依次穿过连接杆下部开设的斜孔、第二护线管与钻孔外第二数显仪相连接。

7.一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，该自动测定装置包括第二测量装置，第二铠装电缆及第二数显仪；

所述第二测量装置包括伸缩保护套、强力弹簧，第二位移传感器，连接杆，第三堵浆圆板、第四堵浆圆板、第二喷浆孔、第二喷浆封孔段、第二堵浆软体、第二护线管、第二喷浆杆体、第二注浆杆和第二堵浆软体挡板；

所述第二位移传感器一端与伸缩保护套内部端口铰接，另一端与连接杆固定，所述强力弹簧一端固定于伸缩保护套内部端口，另一端与第二位移传感器外壁固定，第二位移传感器可沿伸缩保护套轴向滑动；连接杆另一端与第三堵浆圆板密封固定；第四堵浆圆板置于第三堵浆圆板下方，所述第二喷浆杆体上部垂直贯穿置于第三堵浆圆板和第四堵浆圆板中并焊接固定，第三堵浆圆板和第四堵浆圆板之间的环形空间为第二喷浆封孔段，第二喷浆杆体上开设有第二喷浆孔，且第二喷浆孔位于第二喷浆封孔段中，第二喷浆杆体的底端与所述第二注浆杆相连接，在所述第三堵浆圆板上方的连接杆外周包裹有第二堵浆软体，在第二堵浆软体的上方设有第二堵浆软体挡板，第二堵浆软体挡板套装在所述连接杆外部并焊接固定，在所述第三堵浆圆板、第二堵浆软体、第二堵浆软体挡板中沿垂直方向贯穿固定有第二护线管，第二铠装电缆一端与第二位移传感器相连接，另一端依次穿过连接杆下部开设的斜孔、第二护线管与钻孔外第二数显仪相连接。

8.如权利要求6或7所述的一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，所述第二注浆杆与第二喷浆杆体反扣相接。

9.如权利要求6或7所述的一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，所述第二堵浆软体外径略小于钻孔内径且大于第四堵浆圆板、第三堵浆圆板与第二堵浆软体挡板外径，第二堵浆软体用于防止注浆液沿第四堵浆圆板、第三堵浆圆板与钻孔间缝隙大量流失，所述第二堵浆软体采用海绵或棉布制成。

10.一种喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定方法，利用权利要求6或7所述的喷浆封孔被保护层膨胀变形量自动测定装置，按照如下步骤进行：

步骤一，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤二，利用多根螺纹相连接的第二注浆杆将第二测量装置推送至孔底，将第二铠装电缆与第二数显仪相连，通过第二数显仪显示第二位移传感读数；微量推送第二注浆杆，压缩强力弹簧，第二位移传感器回缩产生微量位移；

步骤三，第二注浆杆末端与注浆泵相连接，开启注浆泵，经过第二注浆杆、第二喷浆杆体、第二喷浆孔泵送注浆液至第二喷浆封孔段，待注浆液固化，实现第二喷浆封孔段与钻孔内壁固定；

步骤四，将第二数显仪归零，保护层回采的过程中，实时监测第二记录数显仪的位移读数d，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。

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