CN113759429A - 一种新型探测导水裂隙带的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型探测导水裂隙带的方法及装置，包括电源、开关、滑动电阻器和电流表，所述电源、开关、滑动电阻器和电流表通过导线连接为一个完整电路，所述导线两侧末端分别设置有正电极板和负电极板，且正电极板和负电极板分别插入钻孔A和钻孔C内部；通过设置的双端堵水器、皮囊、耐压气管和耐压水管等，有效避免了通过水流量大小来判断导水裂隙带的发育高度的方法具有矿井下实际测量效果不好，测量数据不够精确，不能反映导水裂隙带发育的真实高度的缺陷的问题，通过电信号的变化，精确测量导水裂隙带的发育高度，相比常规的双端堵水器测量装置，可大大提高测量精度，提高测量准确率。
Description
技术领域
本发明涉及导水裂隙带探测技术领域，特别是涉及一种新型探测导水裂隙带的方法及装置。
背景技术
裂缝带是地表岩层、土体在自然因素，如地壳活动、水的作用等或人为因素，如抽水、灌溉、开挖等作用下产生开裂，并在地面形成一定长度和宽度的裂缝区域地一种地质现象，裂缝带常常直接影响城乡经济建设和群众生活，当这种现象发生在有人类活动的地区时，便可成为一种地质灾害，而井工煤矿导水裂隙带的观测是矿山压力观测的重要内容之一。
在实际开采过程中，一般会使用双端堵水器进行探测，通过在矿井下巷道顶板斜向上打钻孔，随后通过用钻机将双端堵水器送入钻孔中，待达到一定高度后，用耐压水管对双端堵水器两段的胶囊进行充气，使其与钻孔壁进行紧密接触，随后对双端堵水器进行注水作业，当处于导水裂隙带范围内时，注水流失量比较大，再通过钻机将双端堵水器继续往上推，当处于导水裂隙带范围外时，注水流失量比较小。通过水流量大小来判断导水裂隙带的发育高度，该法主要缺陷为矿井下实际测量效果不好，测量数据不够精确，不能反映导水裂隙带发育的真实高度，为此我们提出一种新型探测导水裂隙带的方法及装置。
发明内容
本发明目的在于针对现有井工煤矿导水裂隙带探测方法及装置通过水流量大小来判断导水裂隙带的发育高度的方法具有矿井下实际测量效果不好，测量数据不够精确，不能反映导水裂隙带发育的真实高度的缺陷，提供一种测量方法简便快捷、结果精确、可操作性强的新型矿用探测导水裂隙带的方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种新型探测导水裂隙带的方法及装置，包括电源、开关、滑动电阻器和电流表，所述电源、开关、滑动电阻器和电流表通过导线连接为一个完整电路，所述导线两侧末端分别设置有正电极板和负电极板，且正电极板和负电极板分别插入钻孔A和钻孔C内部，所述钻孔A和钻孔C之间开设有钻孔B，且钻孔B内部插入有双端堵水器，所述双端堵水器上下两端皆设置有皮囊，所述双端堵水器内部插入有耐压水管，所述皮囊内部插入有耐压气管，所述双端堵水器表面开设有若干组通孔。
作为本发明的一种优选技术方案，该方法包括步骤如下：
步骤S1：在井工开采的煤矿巷道顶板打三个平行钻孔，三个平行钻孔分别为钻孔A、钻孔B和钻孔C，三个钻孔呈平行直线排列，钻孔B位于钻孔A和钻孔C之间；
步骤S2：在钻孔A内部插入正电极板，在钻孔C内部插入负电极板，正电极板与负电极板呈同一水平面，同时正电极板通过导线与电源的正极电连接，负电极板通过导线与电源的负极电连接；
步骤S3：测量时，在钻孔B内部插入双端堵水器至一定深度，通过耐压气管向双端堵水器内部注入气体，使双端堵水器两侧末端设置的皮囊内充满气体，皮囊外壁与钻孔B的孔壁紧密贴合，通过耐压水管将电解液注入双端堵水器内部，并通过双端堵水器表面开设的通孔流入到两组皮囊之间的区域内；
步骤S4：由于开采作业会造成岩层裂隙发育，从而形成导水裂隙带，当双端堵水器的位置处于导水裂隙带范围内时，电解液会随着钻孔B的裂隙流入钻孔A和钻孔C内，电解液与设置在钻孔A中的正电极板和设置在钻孔C中的负电极板接触，此时，再将开关闭合，使正电极板、负电极板、电源、滑动电阻器、电流表通过导线形成闭环电路；
步骤S5：当双端堵水器处于导水裂隙带范围内时，由于正电极板、负电极板、电源、滑动电阻器、电流表通过导线形成闭环电路，电流经导线导致滑动电阻器处，使滑动电阻器降低电流的大小，电流导入电流表并产生数值；当双端堵水器处于导水裂隙带范围外时，由于正电极板和负电极板未能通过电解液形成连接，电流表内没有电流通过，电流表无数值产生。
步骤S6：当电流表有数值产生时，通过耐压气管将皮囊内部的气体抽出，皮囊不再与钻孔B的孔壁紧密贴合，使双端堵水器能够在钻孔B内部进行移动，再将设置钻孔A中的正电极板、设置在钻孔C的负电极板和设置在钻孔B中的双端堵水器继续进行移动，移动至合适位置后，再重复步骤S，并查看电流表上有无数值产生，若还有数值，则循环操作步骤S，直至电流表上无数值产生。
步骤S7：当电流表上无数值产生时，说明此时双端堵水器处于导水裂隙带范围外，通过测量双端堵水器的高度即可得到导水裂隙带的精确发育高度。
与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
通过设置的双端堵水器、皮囊、耐压气管和耐压水管等，有效避免了通过水流量大小来判断导水裂隙带的发育高度的方法具有矿井下实际测量效果不好，测量数据不够精确，不能反映导水裂隙带发育的真实高度的缺陷的问题，通过充分利用岩层裂隙发育情况，注入电解液，通过电解液在裂隙中的流动，从而接通电路，将导水裂隙带的发育高度转化为电信号，通过电信号的变化，精确测量导水裂隙带的发育高度，相比常规的双端堵水器测量装置，可大大提高测量精度，提高测量准确率。
附图说明
图1为本发明的方法及装置的示意图；
图2为本发明双端堵水器的立体结构示意图。
其中：1、钻孔A；2、钻孔B；3、钻孔C；4、正电极板；5、负电极板；6、电源；7、开关；8、滑动电阻器；9、电流表；10、导线；11、双端堵水器；12、皮囊；13、耐压气管；14、耐压水管。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例：
请参阅图1-图2，一种新型探测导水裂隙带的方法及装置，包括电源6、开关7、滑动电阻器8和电流表9，电源6、开关7、滑动电阻器8和电流表9通过导线10连接为一个完整电路，导线10两侧末端分别设置有正电极板4和负电极板5，且正电极板4和负电极板5分别插入钻孔A1和钻孔C3内部，钻孔A1和钻孔C3之间开设有钻孔B2，且钻孔B2内部插入有双端堵水器11，双端堵水器11上下两端皆设置有皮囊12，双端堵水器11内部插入有耐压水管14，皮囊12内部插入有耐压气管13，双端堵水器11表面开设有若干组通孔；
在其他实施例中，该方法包括步骤如下：
步骤S1：在井工开采的煤矿巷道顶板打三个平行钻孔，三个平行钻孔分别为钻孔A1、钻孔B2和钻孔C3，三个钻孔呈平行直线排列，钻孔B2位于钻孔A1和钻孔C3之间；
步骤S2：在钻孔A1内部插入正电极板4，在钻孔C3内部插入负电极板5，正电极板4与负电极板5呈同一水平面，同时正电极板4通过导线10与电源6的正极电连接，负电极板5通过导线10与电源6的负极电连接；
步骤S3：测量时，在钻孔B2内部插入双端堵水器11至一定深度，通过耐压气管13向双端堵水器11内部注入气体，使双端堵水器11两侧末端设置的皮囊12内充满气体，皮囊12外壁与钻孔B2的孔壁紧密贴合，通过耐压水管14将电解液注入双端堵水器11内部，并通过双端堵水器11表面开设的通孔流入到两组皮囊12之间的区域内；
步骤S4：由于开采作业会造成岩层裂隙发育，从而形成导水裂隙带，当双端堵水器11的位置处于导水裂隙带范围内时，电解液会随着钻孔B2的裂隙流入钻孔A1和钻孔C3内，电解液与设置在钻孔A1中的正电极板4和设置在钻孔C3中的负电极板5接触，此时，再将开关7闭合，使正电极板4、负电极板5、电源6、滑动电阻器8、电流表9通过导线10形成闭环电路；
步骤S5：当双端堵水器11处于导水裂隙带范围内时，由于正电极板4、负电极板5、电源6、滑动电阻器8、电流表9通过导线10形成闭环电路，电流经导线10导致滑动电阻器8处，使滑动电阻器8降低电流的大小，电流导入电流表9并产生数值；当双端堵水器11处于导水裂隙带范围外时，由于正电极板4和负电极板5未能通过电解液形成连接，电流表9内没有电流通过，电流表9无数值产生。
步骤S6：当电流表9有数值产生时，通过耐压气管13将皮囊12内部的气体抽出，皮囊12不再与钻孔B2的孔壁紧密贴合，使双端堵水器11能够在钻孔B2内部进行移动，再将设置钻孔A1中的正电极板4、设置在钻孔C3的负电极板5和设置在钻孔B2中的双端堵水器11继续进行移动，移动至合适位置后，再重复步骤S3，并查看电流表9上有无数值产生，若还有数值，则循环操作步骤S6，直至电流表9上无数值产生。
步骤S7：当电流表9上无数值产生时，说明此时双端堵水器11处于导水裂隙带范围外，通过测量双端堵水器11的高度即可得到导水裂隙带的精确发育高度。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种新型探测导水裂隙带的方法及装置，包括电源(6)、开关(7)、滑动电阻器(8)和电流表(9)，所述电源(6)、开关(7)、滑动电阻器(8)和电流表(9)通过导线(10)连接为一个完整电路，其特征在于：所述导线(10)两侧末端分别设置有正电极板(4)和负电极板(5)，且正电极板(4)和负电极板(5)分别插入钻孔A(1)和钻孔C(3)内部，所述钻孔A(1)和钻孔C(3)之间开设有钻孔B(2)，且钻孔B(2)内部插入有双端堵水器(11)，所述双端堵水器(11)上下两端皆设置有皮囊(12)，所述双端堵水器(11)内部插入有耐压水管(14)，所述皮囊(12)内部插入有耐压气管(13)，所述双端堵水器(11)表面开设有若干组通孔。
2.根据权利要求1所述的一种新型探测导水裂隙带的方法及装置，其特征在于：该方法包括步骤如下
步骤S1：在井工开采的煤矿巷道顶板打三个平行钻孔，三个平行钻孔分别为钻孔A(1)、钻孔B(2)和钻孔C(3)，三个钻孔呈平行直线排列，钻孔B(2)位于钻孔A(1)和钻孔C(3)之间；
步骤S2：在钻孔A(1)内部插入正电极板(4)，在钻孔C(3)内部插入负电极板(5)，正电极板(4)与负电极板(5)呈同一水平面，同时正电极板(4)通过导线(10)与电源(6)的正极电连接，负电极板(5)通过导线(10)与电源(6)的负极电连接；
步骤S3：测量时，在钻孔B(2)内部插入双端堵水器(11)至一定深度，通过耐压气管(13)向双端堵水器(11)内部注入气体，使双端堵水器(11)两侧末端设置的皮囊(12)内充满气体，皮囊(12)外壁与钻孔B(2)的孔壁紧密贴合，通过耐压水管(14)将电解液注入双端堵水器(11)内部，并通过双端堵水器(11)表面开设的通孔流入到两组皮囊(12)之间的区域内；
步骤S4：由于开采作业会造成岩层裂隙发育，从而形成导水裂隙带，当双端堵水器(11)的位置处于导水裂隙带范围内时，电解液会随着钻孔B(2)的裂隙流入钻孔A(1)和钻孔C(3)内，电解液与设置在钻孔A(1)中的正电极板(4)和设置在钻孔C(3)中的负电极板(5)接触，此时，再将开关7闭合，使正电极板(4)、负电极板(5)、电源(6)、滑动电阻器(8)、电流表(9)通过导线(10)形成闭环电路；
步骤S5：当双端堵水器(11)处于导水裂隙带范围内时，由于正电极板(4)、负电极板(5)、电源(6)、滑动电阻器(8)、电流表(9)通过导线(10)形成闭环电路，电流经导线(10)导致滑动电阻器(8)处，使滑动电阻器(8)降低电流的大小，电流导入电流表(9)并产生数值；当双端堵水器(11)处于导水裂隙带范围外时，由于正电极板(4)和负电极板(5)未能通过电解液形成连接，电流表(9)内没有电流通过，电流表(9)无数值产生；
步骤S6：当电流表(9)有数值产生时，通过耐压气管(13)将皮囊(12)内部的气体抽出，皮囊(12)不再与钻孔B(2)的孔壁紧密贴合，使双端堵水器(11)能够在钻孔B(2)内部进行移动，再将设置钻孔A(1)中的正电极板(4)、设置在钻孔C(3)的负电极板(5)和设置在钻孔B(2)中的双端堵水器(11)继续进行移动，移动至合适位置后，再重复步骤S3，并查看电流表(9)上有无数值产生，若还有数值，则循环操作步骤S6，直至电流表(9)上无数值产生；
步骤S7：当电流表(9)上无数值产生时，说明此时双端堵水器(11)处于导水裂隙带范围外，通过测量双端堵水器(11)的高度即可得到导水裂隙带的精确发育高度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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