CN114735628B - 一种水压致裂法地应力测量用抬架的使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种水压致裂法地应力测量用抬架的使用方法，抬架包括：支撑装置，支撑装置设置在巷道内，支撑装置上设置有通孔；抬杆，抬杆穿过通孔，且抬杆与通孔的孔壁之间设置有活动空间；夹持装置，夹持装置包括第一夹持件、第二夹持件及驱动件，第一夹持件设置在抬杆上，第二夹持件设置在抬杆上，第一夹持件与第二夹持件之间形成夹持口，驱动件设置在抬杆上，驱动件与第一夹持件和/或第二夹持件传动连接，本申请和现有技术相比所具有的优点是：不仅作业人员能够远离管路，提高地应力测量的安全性，而且有效减小了作业人员的劳动强度，降低了地应力测量的人工成本，提高了地应力的测量效率。

Description

一种水压致裂法地应力测量用抬架的使用方法

技术领域

本申请涉及地应力测量技术领域，尤其涉及一种水压致裂法地应力测量用抬架的使用方法。

背景技术

在地下矿产资源开采过程中，地应力的探测对于矿产资源的安全开采尤为重要，在诸多地应力测量方法中，水压致裂法不仅是国际岩石力学测试技术专业委员会指定的测定原位应力的方法之一，而且其具有操作简单、计算方便、测量精度满足工程需要等优点，因而被广泛使用。

水压致裂法测量地应力过程中，需要作业人员手持探杆将包含封隔器的测量系统送入巷道顶板钻孔内，当达到一定深度后即开始测量，通常情况下，为了避免巷道开凿对围岩煤岩体的影响，探测深度会达到5倍的巷道半径以上，以保证测量系统测量的围岩为较为完好的部分。

由于探测深度较深，且探杆、测量系统以及后续不断注入流体的叠加重量较大，因此导致作业人员的劳动强度极大，操作较为困难，造成地应力测量的效率较低，且人工成本较高；同时由于测试过程中管路内部也会形成较高的压力，而作业人员操作探杆时不可避免的会靠近管路，造成地应力测量的安全性较低。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的目的在于提出一种水压致裂法地应力测量用抬架的使用方法。

为达到上述目的，本申请提出的一种水压致裂法地应力测量用抬架的使用方法，包括：支撑装置，所述支撑装置设置在巷道内，所述支撑装置上设置有通孔；抬杆，所述抬杆穿过所述通孔，且所述抬杆与所述通孔的孔壁之间设置有活动空间；夹持装置，所述夹持装置包括第一夹持件、第二夹持件及驱动件，所述第一夹持件设置在所述抬杆上，所述第二夹持件设置在所述抬杆上，所述第一夹持件与所述第二夹持件之间形成夹持口，所述驱动件设置在所述抬杆上，所述驱动件与所述第一夹持件和/或第二夹持件传动连接。

所述第一夹持件滑动设置在所述抬杆上，所述第二夹持件固定设置在所述抬杆上，所述驱动件转动设置在所述抬杆上，所述驱动件与所述第一夹持件螺纹传动连接。

所述通孔为矩形，所述抬杆的中部为方形，所述矩形的宽度不小于所述方形的边长且不大于所述方形的对角线长度。

所述抬杆上设置有防滑压手，所述通孔位于所述防滑压手与所述夹持装置之间。

所述支撑装置包括：底座，所述底座设置在所述巷道的地面上；支架，所述支架设置在所述底座远离所述地面的一端，所述通孔设置在所述支架上。

所述支撑装置还包括：配重块，所述配重块设置在所述底座上。

所述支撑装置还包括：多个固定件，多个所述固定件沿所述底座的周向分布，所述固定件包括：头部及杆部，所述头部与所述杆部固定连接，所述底座上设置有固定孔，所述杆部远离所述头部的一端穿过所述固定孔后与所述地面螺纹连接，所述头部与所述底座远离所述地面的一端抵接。

所述支撑装置包括：第一吊绳，所述第一吊绳设置在所述巷道的顶板上；第一吊耳，所述第一吊耳设置在所述第一吊绳远离所述顶板的一端，所述通孔包括：第一耳孔，所述第一耳孔设置在所述第一吊耳上。

所述支撑装置还包括：第二吊绳，所述第二吊绳设置在所述巷道顶板靠近所述第一吊绳处；第二吊耳，所述第二吊耳固定设置在所述第二吊绳远离所述顶板的一端，所述通孔还包括：第二耳孔，所述第二耳孔设置在所述第二吊耳上，所述第一耳孔的中心轴与所述第二耳孔的中心轴重合。

所述顶板上设置有金属网，所述第一吊绳及所述第二吊绳固定设置在所述金属网上。

采用上述技术方案后，本申请和现有技术相比所具有的优点是：

抬杆穿过通孔并通过夹持装置实现与探杆的连接，从而使作业人员操作抬杆时，能够以通孔处为支点，并利用杠杆原理实现对探杆的支撑，由此，不仅作业人员能够远离管路，提高地应力测量的安全性，而且活动空间的设置使抬杆的力臂长度及抬杆的角度均能够调整，从而有效减小了作业人员的劳动强度，降低了地应力测量的人工成本，提高了地应力的测量效率；

同时，整体结构简单，易于安装及转运，在实现对探杆支撑的同时保证地应力的高效测量。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一实施例提出的水压致裂法地应力测量用抬架的结构示意图(设置配重块)；

图2是本申请一实施例提出的水压致裂法地应力测量用抬架中夹持装置的结构示意图；

图3是本申请一实施例提出的水压致裂法地应力测量用抬架的结构示意图(设置固定件)；

图4是本申请一实施例提出的水压致裂法地应力测量用抬架的结构示意图；

图5是本申请一实施例提出的水压致裂法地应力测量用抬架中第一滑轮和第二滑轮处的结构示意图；

如图所示：1、抬杆，2、夹持装置，3、第一夹持件，4、第二夹持件，5、驱动件，6、通孔，7、活动空间，8、夹持口，9、弧形面，10、防滑层，11、防滑压手，12、底座，13、支架，14、配重块，15、固定件，16、第一吊绳，17、第一吊耳，18、第二吊绳，19、第二吊耳，20、第一耳孔，21、第二耳孔。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

如图1、图2、图3、图4所示，本申请实施例提出一种水压致裂法地应力测量用抬架，包括支撑装置、抬杆1及夹持装置2，支撑装置设置在巷道内，支撑装置上设置有通孔6，抬杆1穿过通孔6，且抬杆1与通孔6的孔壁之间设置有活动空间7，夹持装置2包括第一夹持件3、第二夹持件4及驱动件5，第一夹持件3设置在抬杆1上，第二夹持件4设置在抬杆1上，第一夹持件3与第二夹持件4之间形成夹持口8，驱动件5设置在抬杆1上，驱动件5与第一夹持件3和/或第二夹持件4传动连接。

可以理解的是，抬杆1穿过通孔6并通过夹持装置2实现与探杆的连接，从而使作业人员操作抬杆1时，能够以通孔6处为支点，并利用杠杆原理实现对探杆的支撑，由此，不仅作业人员能够远离管路，提高地应力测量的安全性，而且活动空间7的设置使抬杆1的力臂长度及抬杆1的角度均能够调整，从而有效减小了作业人员的劳动强度，降低了地应力测量的人工成本，提高了地应力的测量效率；

同时，整体结构简单，易于安装及转运，在实现对探杆支撑的同时保证地应力的高效测量。

需要说明的是，驱动件5可与第一夹持件3传动连接，也可与第二夹持件4传动连接，也可同时与第一夹持件3及第二夹持件4传动连接，第一夹持件3、第二夹持件4及驱动件5在抬杆1上的具体设置方式根据其之间的传动关系进行设置。

如图1、图2、图3、图4所示，在一些实施例中，第一夹持件3滑动设置在抬杆1上，第二夹持件4固定设置在抬杆1上，驱动件5转动设置在抬杆1上，驱动件5与第一夹持件3螺纹传动连接。

可以理解的是，驱动件5转动带动第一夹持件3在抬杆1上相对第二夹持件4移动，以调节夹持口8的大小，从而实现抬杆1与探杆的连接及分离，操作简单便捷，保证地应力的高效测量，同时，通过夹持口8的大小调节，实现抬杆1对不同直径探杆的适应，使整体的通用性更强。

需要说明的是，抬杆1包括主体部分及设置夹持装置2的部分，主体部分与设置夹持装置2的部分之间应为活动连接，例如：铰接，以适应抬杆1与探杆之间的角度变化。

如图1、图2、图3、图4所示，在一些实施例中，驱动件5为套筒，抬杆1上设置有豁口，套筒位于豁口内，第一夹持件3包括第一部分及第二部分，第一部分与第二部分固定连接，且第一部分与第二部分呈L型分布，第一部分与第二夹持件4之间形成夹持口8，抬杆1上设置有贯穿豁口的滑槽，第二部分滑动插装在滑槽内并穿过套筒，第二部分上设置有外螺纹，套筒的内壁上设置有内螺纹，外螺纹与内螺纹啮合。

可以理解的是，套筒转动带动第二部分在抬杆1上移动，第一部分与第二部分同步移动，从而实现夹持口8的调节，且豁口的设置使套筒暴露在抬杆1外部，从而便于作业人员转动套筒。

如图1、图2、图3、图4所示，在一些实施例中，套筒的外壁上可设置交错分布的突纹或凹槽，以便于作业人员转动套筒。

如图1、图2、图3、图4所示，在一些实施例中，第一部分与第二夹持件4的相对面均设置为弧形面9，以避免探杆被夹持在夹持口8内后脱出，保证第一夹持件3与第二夹持件4对探杆的稳定夹持。

如图1、图2、图3、图4所示，在一些实施例中，第一部分与第二夹持件4的相对面上均设置有防滑层10，以提高探杆与第一部分及第二夹持件4之间的摩擦力，保证第一夹持件3与第二夹持件4对探杆的稳定夹持，其中防护层可由摩擦系数高的材料制成，例如橡胶、硅胶等。

在一些实施例中，防滑层10上可设置齿形突起，以进一步增大探杆与第一部分及第二夹持件4之间的摩擦力。

在一些实施例中，抬杆1的长度方向与探杆的长度方向垂直，抬杆1的长度方向与巷道的长度方向平行。

如图1、图3、图4所示，在一些实施例中，通孔6为矩形，抬杆1的中部为方形，矩形的宽度不小于方形的边长且不大于方形的对角线长度。

可以理解的是，抬杆1的中部处于通孔6内时，由于矩形的宽度不小于方形的边长，从而便于抬杆1的中部穿入通孔6，由于矩形的宽度不大于方形的对角线长度，使得抬杆1无法绕其中心轴转动，保证了抬杆1对探杆的稳定支撑，同时，由于方形与矩形的形状配合，使抬杆1能够以通孔6处为支点转动并能够沿其中心轴移动，从而保证抬杆1对探杆稳定支撑的同时能够调节力臂。

在实际使用中，方形的边长可较小于矩形的宽度，以便于抬杆1能够快速穿过通孔6。

如图1、图3、图4所示，在一些实施例中，抬杆1上设置有防滑压手11，通孔6位于防滑压手11与夹持装置2之间。

可以理解的是，通过防滑压手11的设置，便于作业人员操作抬杆1，保证对探杆的稳定支撑。

需要说明的是，防滑压手11由防滑材料制成，例如：橡胶、硅胶等。

在一些实施例中，防滑压手11可为橡胶套，橡胶套固定套装在抬杆1上。

如图1、图3所示，在一些实施例中，支撑装置包括底座12及支架13，底座12设置在巷道的地面上，支架13设置在底座12远离地面的一端，通孔6设置在支架13上。

可以理解的是，通过底座12与支架13的配合，使抬杆1支撑在巷道地面上，不仅易于拆装，保证地应力的高效测量，而且整体不易晃动，保证抬杆1对探杆的稳定支撑。

如图1、图3所示，在一些实施例中，底座12可为圆盘型结构，支架13的中心轴与底座12的中心轴重合。

可以理解的是，此种结构进一步提高了整体对抬杆1的支撑稳定性，保证抬杆1对探杆的稳定支撑。

如图1、图3所示，在一些实施例中，支架13与底座12螺纹连接，可以理解的是，螺纹连接的方式不仅能够保证支架13在底座12上的稳定设置，而且便于支架13与底座12之间的拆装，保证地应力的高效测量。

如图1所示，在一些实施例中，支撑装置还包括配重块14，配重块14设置在底座12上。

可以理解的是，通过配重块14的设置，使底座12在巷道地面上更为稳定，避免支架13的倾斜歪道，且由于配重块14设置在底座12上，使得整体易于安装，保证地应力的高效测量。

如图1所示，在一些实施例中，底座12远离地面的一端设置有环形槽，环形槽的中心轴与底座12的中心轴重合，配重块14设置在环形槽内。

可以理解的是，此种设置方式，使配重块14在底座12上的分布更为均匀，从而保证了底座12在巷道地面上的稳定设置。

需要说明的是，配重块14可为密度较大的材料制成，例如：铅、铁等。

如图3所示，在一些实施例中，支撑装置还包括多个固定件15，多个固定件15沿底座12的周向分布，固定件15包括：头部及杆部，头部与杆部固定连接，底座12上设置有固定孔，杆部远离头部的一端穿过固定孔后与地面螺纹连接，头部与底座12远离地面的一端抵接。

可以理解的是，通过多个固定件15的设置，使底座12在巷道地面上更为稳定，避免支架13的倾斜歪道，且由于固定件15重量较小，使得整体易于转运，保证地应力的高效测量。

在一些实施例中，固定件15可为螺栓。

如图4所示，在一些实施例中，支撑装置包括第一吊绳16及第一吊耳17，第一吊绳16设置在巷道的顶板上，第一吊耳17设置在第一吊绳16远离顶板的一端，通孔6包括：第一耳孔20，第一耳孔20设置在第一吊耳17上。

可以理解的是，通过第一吊绳16与第一吊耳17的配合，使抬杆1支撑在巷道顶板上，不仅易于拆装，保证地应力的高效测量，而且使抬杆1的设置不受凹凸不平的地面影响，灵活性更高。

如图4所示，在一些实施例中，支撑装置还包括第二吊绳18及第二吊耳19，第二吊绳18设置在巷道顶板靠近第一吊绳16处，第二吊耳19固定设置在第二吊绳18远离顶板的一端，通孔6还包括：第二耳孔21，第二耳孔21设置在第二吊耳19上，第一耳孔20的中心轴与第二耳孔21的中心轴重合。

可以理解的是，通过第二吊绳18及第二吊耳19的设置，并配合第一吊绳16及第一吊耳17，为抬杆1提供了双重支撑，避免抬杆1的掉落，保证了抬杆1在巷道顶板上的稳定设置，同时，由于第一吊绳16靠近第二吊绳18，因此使得第一耳孔20靠近第二耳孔21，从而使第一吊耳17和第二吊耳19共同构成了抬杆1的支点，保证抬杆1对探杆的支撑。

在一些实施例中，顶板上设置有金属网，第一吊绳16及第二吊绳18固定设置在金属网上。

可以理解的是，通过金属网的设置，不仅实现对顶板的防护，而且便于第一吊绳16及第二吊绳18在巷道顶板上稳定设置。

在一些实施例中，第一吊绳16及第二吊绳18远离抬杆1的一端设置有挂扣，挂扣与金属网连接。

可以理解的是，通过挂扣与金属网的连接，便于第一吊绳16及第二吊绳18在巷道顶板上的拆装，保证地应力的高效测量。

在一些实施例中，金属网可为钢丝网，第一吊绳16及第二吊绳18可为钢丝绳。

在将探杆送入到巷道顶板钻孔内时，可使用两组抬架，两组台架包括第一抬架及第二抬架，其中，第一抬架及第二抬架均为上述的抬架，具体使用方法如下：

S1：将第一抬架及第二抬架分别设置在探杆的两侧；

S2：将第一抬架的夹持装置2夹持住探杆；

S3：按压第一抬架的抬杆1，以使探杆向上移动；

S4：将第二抬架的夹持装置2夹持住探杆；

S5：将第一抬架的夹持装置2释放并远离探杆；

S6：按压第二抬架的抬杆1，以使探杆继续向上移动；

S7：将第一抬架的夹持装置2夹持住探杆；

S8：将第二抬架的夹持装置2释放并远离探杆；

S9：重复S3至S8。

可以理解的是，通过第一抬架及第二抬架对探杆的交替输送，以将包含封隔器的测量系统送入到巷道顶板钻孔内。

需要说明的是，抬杆1通过第一吊绳16及第二吊绳18支撑在巷道顶板时，S3及S6还可采用其他方法使探杆向上移动，例如：保持抬杆1远离夹持装置2一端的高度，然后向上牵引第一吊绳16及第二吊绳18，从而使探杆向上移动。

其中，如图5所示，在巷道顶板上设置第一滑轮，并设置活动的第二滑轮，第一吊绳16及第二吊绳18分别依次绕过第一滑轮及第二滑轮后设置在巷道的顶板上，通过向下拉动第二滑轮，即能实现第一吊绳16及第二吊绳18的向上牵引。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种水压致裂法地应力测量用抬架的使用方法，其特征在于，使用两组抬架，所述两组抬架包括第一抬架及第二抬架，所述使用方法包括：

S1：将所述第一抬架及所述第二抬架分别设置在探杆的两侧；

S2：将所述第一抬架的夹持装置夹持住所述探杆；

S3：按压所述第一抬架的抬杆，以使所述探杆向上移动；

S4：将所述第二抬架的所述夹持装置夹持住所述探杆；

S5：将所述第一抬架的所述夹持装置释放并远离所述探杆；

S6：按压所述第二抬架的所述抬杆，以使所述探杆继续向上移动；

S7：将所述第一抬架的所述夹持装置夹持住所述探杆；

S8：将所述第二抬架的所述夹持装置释放并远离所述探杆；

S9：重复S3至S8；

其中，所述抬架包括：

支撑装置，所述支撑装置设置在巷道内，所述支撑装置上设置有通孔；

所述抬杆，所述抬杆穿过所述通孔，且所述抬杆与所述通孔的孔壁之间设置有活动空间；

所述夹持装置，所述夹持装置包括第一夹持件、第二夹持件及驱动件，所述第一夹持件设置在所述抬杆上，所述第二夹持件设置在所述抬杆上，所述第一夹持件与所述第二夹持件之间形成夹持口，所述驱动件设置在所述抬杆上，所述驱动件与所述第一夹持件和/或第二夹持件传动连接；

其中，所述第一夹持件滑动设置在所述抬杆上，所述第二夹持件固定设置在所述抬杆上，所述驱动件转动设置在所述抬杆上，所述驱动件与所述第一夹持件螺纹传动连接，其中，所述驱动件为套筒，所述抬杆上设置有豁口，所述套筒位于所述豁口内，所述第一夹持件包括第一部分及第二部分，所述第一部分与所述第二部分固定连接，且所述第一部分与所述第二部分呈L型分布，所述第一部分与所述第二夹持件之间形成所述夹持口，所述抬杆上设置有贯穿所述豁口的滑槽，所述第二部分滑动插装在所述滑槽内并穿过所述套筒，所述第二部分上设置有外螺纹，所述套筒的内壁上设置有内螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹啮合，所述第一部分与所述第二夹持件的相对面上均设置有防滑层，所述防滑层上可设置齿形突起；

所述通孔为矩形，所述抬杆的中部为方形，所述矩形的宽度不小于所述方形的边长且不大于所述方形的对角线长度；

所述支撑装置包括：底座、支架和配重块，所述底座设置在所述巷道的地面上，所述支架设置在所述底座远离所述地面的一端，所述通孔设置在所述支架上，所述配重块设置在所述底座上，其中，所述支架与所述底座螺纹连接，所述底座远离地面的一端设置有环形槽，所述配重块设置在所述环形槽内；或所述支撑装置包括：第一吊绳、第一吊耳、第二吊绳和第二吊耳，所述第一吊绳设置在所述巷道的顶板上，所述第一吊耳设置在所述第一吊绳远离所述顶板的一端，所述通孔包括：第一耳孔，所述第一耳孔设置在所述第一吊耳上，所述第二吊绳设置在所述巷道顶板靠近所述第一吊绳处，所述第二吊耳固定设置在所述第二吊绳远离所述顶板的一端，所述通孔还包括：第二耳孔，所述第二耳孔设置在所述第二吊耳上，所述第一耳孔的中心轴与所述第二耳孔的中心轴重合。

2.根据权利要求1所述的水压致裂法地应力测量用抬架的使用方法，其特征在于，所述抬杆上设置有防滑压手，所述通孔位于所述防滑压手与所述夹持装置之间。

3.根据权利要求1所述的水压致裂法地应力测量用抬架的使用方法，其特征在于，所述支撑装置还包括：

多个固定件，多个所述固定件沿所述底座的周向分布，所述固定件包括：头部及杆部，所述头部与所述杆部固定连接，所述底座上设置有固定孔，所述杆部远离所述头部的一端穿过所述固定孔后与所述地面螺纹连接，所述头部与所述底座远离所述地面的一端抵接。

4.根据权利要求1所述的水压致裂法地应力测量用抬架的使用方法，其特征在于，所述顶板上设置有金属网，所述第一吊绳及所述第二吊绳固定设置在所述金属网上。