CN206668252U - 一种煤层底板含水层水压监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种煤层底板含水层水压监测系统，属于煤层检测技术领域。包括开设在底板含水层（9）中的监测钻孔（7），在监测钻孔（7）中设置有压力计（2），其特征在于：在所述的监测钻孔（7）中由外而内依次填充形成封堵段（4）和与底板承压水（8）接触的密封段（6），压力计（2）的探头因此经过封堵段（4）和密封段（6）与底板承压水（8）接触，还设置有浆液补充机构（1），浆液补充机构（1）与设置在封堵段（4）内的浆液渗透机构（5）连接。在本煤层底板含水层水压监测系统中，通过设置浆液补充机构和浆液渗透机构实现了对封堵段中封堵浆料的补充，有效防止因封堵段中封堵浆料出现间隙而导致的底板承压水外渗情况的出现。
Description
技术领域
一种煤层底板含水层水压监测系统，属于煤层检测技术领域。
背景技术
承压水上开采主要是指开采煤层受底板承压水影响，具有底板突水危险的开采方式。我国主要的开采煤层中处于承压水上开采的规模较大，如石炭二叠系含煤层，近年来由于采煤范围扩大，矿压显现较为明显，承压水上煤层受到底板突水威胁越来越大，主要矿井突水事故时有发生，据不完全统计全国重点煤矿中受底板承压水威胁的矿井占47.5%，受底板承压水上开采威胁的煤炭储量居世界首位。
底板突水防治工作的重点之一就是对底板承压水的压力进行观测，在现有技术中，对底板承压水常规的检测方法是：在底板含水层上开设监测钻孔，在监测钻孔的上端再次同心钻出直径大于监测钻孔的套孔，在将压力监测装置安装在监测钻孔处之后，在监测钻孔和其上端的套孔之间利用堵料进行注浆封孔，利用压力监测装置对底板承压水的压力进行监测。
常规的监测方法存在如下不足：（1）需要至少两次开孔，因此施工过程较为繁琐。（2）在监测钻孔以及其上端的套孔之间填充完堵料之后，如果在底板表面出现再次施工时，会使对堵料以及其周围的钻孔出现间隙，因此底板承压水会经由该间隙冒出，从而造成该监测钻孔失效，甚至引发钻孔位置突水，威胁矿井安全。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过设置浆液补充机构和浆液渗透机构实现了对封堵段中封堵浆料的补充，有效防止因封堵段中封堵浆料出现间隙而导致的底板承压水外渗情况出现的煤层底板含水层水压监测系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该煤层底板含水层水压监测系统，包括开设在底板含水层中的监测钻孔，由底板含水层向监测钻孔中渗出有底板承压水，在监测钻孔中设置有对底板承压水的水压进行监测的压力计，其特征在于：在所述的监测钻孔中由外而内依次填充形成封堵段和与底板承压水接触的密封段，压力计的探头依次经过封堵段和密封段与底板承压水接触，还设置有浆液补充机构，浆液补充机构与设置在封堵段内的浆液渗透机构连接。
优选的，所述的浆液渗透机构包括沿监测钻孔轴向设置的多条浆液渗透管以及在浆液渗透管表面开设的若干浆液渗透孔。
优选的，所述的浆液补充机构包括用于盛放补充浆液的外壳，在外壳的底部设置有补充浆液出口，在补充浆液出口处通过多条连接软管分别与浆液渗透机构中的多条浆液渗透管相连。
优选的，在所述的外壳的侧部设置有用于相外壳内部冲入压力风的压力风进口。
优选的，在所述的外壳的顶部设置有可密封的补充浆液进口。
优选的，在所述的补充浆液出口处通过截止阀与多条连接软管相连。
优选的，在所述的密封段中填充有遇水膨胀型堵料。
优选的，所述的监测钻孔内外等粗。
优选的，所述的浆液补充机构位于监测钻孔外部。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：
1、在本煤层底板含水层水压监测系统中，通过设置浆液补充机构和浆液渗透机构实现了对封堵段中封堵浆料的补充，有效防止因封堵段中封堵浆料出现间隙而导致的底板承压水外渗情况的出现，从而进一步杜绝了底板承压水从该间隙中向外渗出而造成的监测钻孔失效以及突水事故的发生。
2、监测钻孔是由一次钻孔作业形成的内外等粗的钻孔，因此施工作业更为简单。
3、通过设置压力风进口，可以借助压力风的压力将补充浆液压入封堵段内，使的浆液的补充更为有效、可靠。
4、通过设置截止阀，可以在不进行浆液补充时将其关闭，从而避免了补充浆液的浪费。
5、在密封段中利用遇水膨胀型堵料进行填充，因此在接触到底板承压水之后膨胀实现对监测钻孔的密封，有效防止底板承压水从监测钻孔以及密封段之间以及密封段与压力计的探头之间渗出。
附图说明
图1为煤层底板含水层水压监测系统结构示意图。
图2为煤层底板含水层水压监测系统浆液渗透机构示意图。
图3为煤层底板含水层水压监测系统浆液补充机构示意图。
其中：1、浆液补充机构 2、压力计 3、连接软管 4、封堵段 5、浆液渗透机构6、密封段 7、监测钻孔 8、底板承压水 9、底板含水层 10、浆液渗透管 11、浆液渗透孔 12、压力风进口 13、补充浆液进口 14、补充浆液 15、外壳 16、补充浆液出口17、三通 18、截止阀。
具体实施方式
图1~3是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~3对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，煤层底板含水层水压监测系统，包括开设在底板含水层8中的监测钻孔7，监测钻孔7是由一次钻孔作业形成的内外等粗的钻孔，在监测钻孔7的底部存在有由底板含水层9中渗出的底板承压水8。在监测钻孔7中通过填充形成有密封段6，在密封段6的上方通过填充形成封堵段4，封堵段4自密封段6的上方向外延伸至监测钻孔7的外端口处。
在底板含水层9的外部设置有压力计2，压力计2的探头沿监测钻孔7由内而外依次穿过封堵段4和密封段6并延伸至底板承压水8处，实现了对底板承压水8压力的监测。在封堵段4中利用封堵浆料进行填充。在密封段6中利用遇水膨胀型堵料进行填充，因此在接触到底板承压水8之后膨胀实现对监测钻孔7的密封，有效防止底板承压水从监测钻孔7以及密封段6之间以及密封段6与压力计2的探头之间渗出。
在监测钻孔7内部的封堵段4之间设置有浆液渗透机构5，在监测钻孔7的外部设置有与浆液渗透机构5相连的浆液补充机构1，利用浆液补充机构1和浆液渗透机构5实现了对封堵段4中封堵浆料的补充，有效防止因其他原因（如底板含水层9表面进行施工）导致的封堵段4中封堵浆料出现间隙的情况出现，从而进一步杜绝了底板承压水8从该间隙中向外渗出而造成的监测钻孔7失效。
如图2所示，浆液渗透机构5包括沿监测钻孔7的轴向安装在其内的多条浆液渗透管10，在浆液渗透管10的表面开设有多个用于浆液渗出的浆液渗透孔11。在本煤层底板含水层水压监测系统中，设置有两条浆液渗透管10，两条浆液渗透管10的上端通过连接软管3与浆液补充机构1相连。
如图3所示，浆液补充机构1包括用于盛放补充浆液14的外壳15，在外壳15的上端设置有可密封的补充浆液进口13，在外壳15的侧部设置有压力风进口12。在外壳15的底部开设有补充浆液出口16，在补充浆液出口16处通过管路连接截止阀18的一端，在截止阀18的另一端连接三通17的一个端口，三通17的另外两个端口分别通过相应的连接软管3与两条浆液渗透管10连通。
具体工作过程及工作原理如下：
首先在底板含水层9中进行钻孔形成内外等粗的监测钻孔7，外后在监测钻孔7中依次填充形成密封段6和封堵段4，将压力计2的探头沿监测钻孔7的轴向由外而内依次穿过密封段6和封堵段4并与底板承压水8接触，实线了对底板承压水8压力的监测。
当底板含水层9表面出现施工后封堵段4中的封堵浆料容易出现间隙，此时将截止阀18打开，同时将压力风通过压力风进口12接入外壳15中，压力风将外壳15中的补充浆料14压出外壳15，补充浆料14依次通过截止阀18、三通17以及两条连接软管3分别进入两条浆液渗透管10中，补充浆液13通过设置在浆液沉头关10上的浆液渗透孔11流出，实现了对封堵段4中浆液的补充，有效防止因封堵段4中出现间隙而造成的底板承压水8的外渗，进一步避免了监测钻孔7的失效以及突水事故的发生。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种煤层底板含水层水压监测系统，包括开设在底板含水层（9）中的监测钻孔（7），由底板含水层（9）向监测钻孔（7）中渗出有底板承压水（8），在监测钻孔（7）中设置有对底板承压水（8）的水压进行监测的压力计（2），其特征在于：在所述的监测钻孔（7）中由外而内依次填充形成封堵段（4）和与底板承压水（8）接触的密封段（6），压力计（2）的探头依次经过封堵段（4）和密封段（6）与底板承压水（8）接触，还设置有浆液补充机构（1），浆液补充机构（1）与设置在封堵段（4）内的浆液渗透机构（5）连接。
2.根据权利要求1所述的煤层底板含水层水压监测系统，其特征在于：所述的浆液渗透机构（5）包括沿监测钻孔（7）轴向设置的多条浆液渗透管（10）以及在浆液渗透管（10）表面开设的若干浆液渗透孔（11）。
3.根据权利要求1或2所述的煤层底板含水层水压监测系统，其特征在于：所述的浆液补充机构（1）包括用于盛放补充浆液（14）的外壳（15），在外壳（15）的底部设置有补充浆液出口（16），在补充浆液出口（16）处通过多条连接软管（3）分别与浆液渗透机构（5）中的多条浆液渗透管（10）相连。
4.根据权利要求3所述的煤层底板含水层水压监测系统，其特征在于：在所述的外壳（15）的侧部设置有用于相外壳（15）内部冲入压力风的压力风进口（12）。
5.根据权利要求3所述的煤层底板含水层水压监测系统，其特征在于：在所述的外壳（15）的顶部设置有可密封的补充浆液进口（13）。
6.根据权利要求3所述的煤层底板含水层水压监测系统，其特征在于：在所述的补充浆液出口（16）处通过截止阀（18）与多条连接软管（3）相连。
7.根据权利要求1所述的煤层底板含水层水压监测系统，其特征在于：在所述的密封段（6）中填充有遇水膨胀型堵料。
8.根据权利要求1所述的煤层底板含水层水压监测系统，其特征在于：所述的监测钻孔（7）内外等粗。
9.根据权利要求1所述的煤层底板含水层水压监测系统，其特征在于：所述的浆液补充机构（1）位于监测钻孔（7）外部。
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| CN201720121396.4U CN206668252U (zh) | 2017-02-10 | 2017-02-10 | 一种煤层底板含水层水压监测系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109372494A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-22 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种分层地下水位长期监测的钻孔结构及方法 |
| CN114893250A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-08-12 | 中国矿业大学 | 一种煤层突水探测和封堵装置及方法 |
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- 2017-02-10 CN CN201720121396.4U patent/CN206668252U/zh not_active Expired - Fee Related
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