一种煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置及方法，其中，煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置包括供水装置、若干个输水管路、若干个注水管，若干个所述输水管路分别与所述供水装置连通，若干个所述注水管与若干个所述输水管路一一对应连通，其中，回采巷道的底板上挖设有埋管沟槽，所述输水管路埋设在所述埋管沟槽内，所述回采巷道一侧的回采工作面上设置有若干个钻场，每个所述钻场内设置有若干个注水钻孔，每个所述注水钻孔内对应设置一个所述注水管。本发明专利技术能够在煤炭回采结束后对采空区底板的裂隙发育情况进行实时动态跟踪探测。探测。探测。

A continuous monitoring device and method for cracks in the floor of underground reservoir in coal mine

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及煤炭开采领域，具体的，涉及一种煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置及方法。

技术介绍

[0002]煤炭开采后，在不同开采水平形成了大量的开采空区，随着开采对上覆岩层扰动的结束，采空区趋于稳定，形成了较大的空隙空间，为矿井水储存提供了空间条件。煤矿地下水库是对开采形成的采空区加以改造(通过浇筑的人工坝体将采空区周边的不连续的煤柱连着成一完整连续的坝体)形成地下储水空间。由此可见煤矿地下水库技术的核心就是保证矿井水在煤矿采空区中能够存得住，所以煤矿采空区底板裂隙发育程度就成为煤矿地下水库选址的重要指标之一。
[0003]关于采空区围岩裂隙的探测，相关学者开展了大量研究，目前形成了多种探测方法，大致可以分为直接法和间接法，其中：直接法是通过在现场打钻，在钻孔中采用钻孔窥视或声波探测法，可以直观形象的了解围岩裂隙发育情况；间接法是利用矿井直流电法、矿井瞬变电磁法、无线电波透视法、矿井高分辨率地震勘探等探测技术对围岩裂隙发育程度进行探测。但是上述两种方法都存在一些不足：如直接法所探测的区域必须尚未封闭，人员能够直接到达，且无法做到实时动态跟踪探测；而间接法虽然不需要亲临探测区域，但是探测精度误差较大，尤其是对采空区底板裂隙的探测，由于采空区冒落岩体的干扰，间接法更加不合适底板裂隙，且该方法同样不便于实时动态跟踪探测。
[0004]煤矿地下水库技术所利用的煤矿采空区，在煤炭开采后即进入封闭状态，人员和设备很难进入，而采空区底板的裂隙发育状态又后续煤矿地下水库建设过程中的一个重要参数，针对现有技术中的问题，本专利技术提供了一种能够在煤炭回采结束后对采空区底板的裂隙发育情况进行实时动态跟踪探测的煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置及方法。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中的问题，本专利技术提出了一种煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置及方法，能够在煤炭回采结束后对采空区底板的裂隙发育情况进行实时动态跟踪探测。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置，包括供水装置、若干个输水管路、若干个注水管，若干个所述输水管路分别与所述供水装置连通，若干个所述注水管与若干个所述输水管路一一对应连通，其中，回采巷道的底板上挖设有埋管沟槽，所述输水管路埋设在所述埋管沟槽内，所述回采巷道一侧的回采工作面上设置有若干个钻场，每个所述钻场内设置有若干个注水钻孔，每个所述注水钻孔内对应设置一个所述注水管。
[0007]在一个实施方式中，每个所述注水钻孔内均设置有封孔器，所述封孔器用于防止所述注水管注入所述注水钻孔内的水从孔口溢出。
[0008]采用上述实施方式的有益效果是：封孔器的设置，用于防止所述注水管注入所述注水钻孔内的水从孔口溢出。
[0009]在一个实施方式中，所述供水装置包括水箱、进水管和若干个出水管，所述进水管与所述水箱连通，若干个所述出水管均与所述水箱的底部连通，若干个所述出水管与若干个所述输水管路一一对应连通，每个所述出水管上均设置有出水阀门和流量计。
[0010]采用上述实施方式的有益效果是：流量计的设置，能够准确测量相应出水管的流量数据。
[0011]在一个实施方式中，所述水箱上设置有溢流口，所述溢流口用于保证水箱里的水面高度不超出预设水头。
[0012]采用上述实施方式的有益效果是：溢流口的设置，用于保证水箱里的水面高度不超出预设水头。
[0013]在一个实施方式中，所述注水钻孔与所述底板的上表面之间夹角设置，所述注水钻孔孔口的位置低于所述底板的上表面。
[0014]采用上述实施方式的有益效果是：避免影响回采工作面的回采。
[0015]在一个实施方式中，若干个所述注水钻孔之间等间距设置且相互平行。
[0016]采用上述实施方式的有益效果是：使测试数据更加准确、可靠。
[0017]在一个实施方式中，还包括外套管，其套设在所述输水管路外，所述外套管用于所述输水管路的保护。
[0018]采用上述实施方式的有益效果是：外套管的设置，用于输水管路的保护。
[0019]在一个实施方式中，还包括若干个标记套管，其分别对应套设在每个所述注水管上，用于对各个所述注水管进行标记。
[0020]采用上述实施方式的有益效果是：标记套管的设置，用于对各个注水管进行标记、区分。
[0021]第二方面，本专利技术还提供了一种煤矿地下水库底板裂隙连续监测方法，包括以下步骤：
[0022]在回采工作面回采前，开启各个出水管上的出水阀门，观测各个所述出水管上的流量计的读数，待流量稳定后记录每个所述出水管的初始流量数据；
[0023]根据回采工作面的推进进度，定时开启各个所述出水管上的所述出水阀门，观测各个所述出水管上的所述流量计的读数，待流量稳定后记录每次观测的所述出水管的流量数据；
[0024]对采集的所述流量数据进行分析，根据所述流量计记录的每个注水钻孔的注水量的变化，判断每个所述注水钻孔所在区域围岩的裂隙发育情况。
[0025]在一个实施方式中，在每次观测各个出水管上的流量计的读数之前，还包括步骤：
[0026]向水箱注水，直至溢流口有水流流出为止；
[0027]开启各个所述出水管上的所述出水阀门；
[0028]检查管路是否漏水。
[0029]采用上述实施方式的有益效果是：保证测试结果的准确性。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0031](1)能够在煤炭回采结束后对采空区底板的裂隙发育情况进行实时动态跟踪探
测。
[0032](2)结构简单，探测方法工序简单，使用成本低。
[0033]上述技术特征可以以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。
附图说明
[0034]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0035]图1显示了煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置结构示意图；
[0036]图2显示了供水装置结构示意图；
[0037]图3显示了输水管路铺设示意图；
[0038]图4显示了注水钻孔侧面剖视图；
[0039]图5显示了注水钻孔俯视状态的剖视图；
[0040]图6显示了煤矿地下水库底板裂隙连续监测方法流程图；
[0041]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
[0042]10
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煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置；11
‑
供水装置；111
‑
水箱；113
‑
进水管；115
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出水管；117
‑
溢流口；119
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出水阀门；121
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流量计；123
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柱腿；125
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进水阀门；13
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置，其特征在于，包括：供水装置；若干个输水管路，其分别与所述供水装置连通；以及若干个注水管，其与若干个所述输水管路一一对应连通；其中，回采巷道的底板上挖设有埋管沟槽，所述输水管路埋设在所述埋管沟槽内，所述回采巷道一侧的回采工作面上设置有若干个钻场，每个所述钻场内设置有若干个注水钻孔，每个所述注水钻孔内对应设置一个所述注水管。2.根据权利要求1所述的煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置，其特征在于，每个所述注水钻孔内均设置有封孔器，所述封孔器用于防止所述注水管注入所述注水钻孔内的水从孔口溢出。3.根据权利要求1或2所述的煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置，其特征在于，所述供水装置包括：水箱；进水管，其与所述水箱连通；以及若干个出水管，其均与所述水箱的底部连通，若干个所述出水管与若干个所述输水管路一一对应连通，每个所述出水管上均设置有出水阀门和流量计。4.根据权利要求3所述的煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置，其特征在于，所述水箱上设置有溢流口，所述溢流口用于保证水箱里的水面高度不超出预设水头。5.根据权利要求1所述的煤矿地下水库底板裂隙连续监测装置，其特征在于，所述注水钻孔与所述底板的上表面之间夹角设置，所述注水钻孔孔口的位置低于所述底板的上表面。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宝杨，顾大钊，曹志国，方杰，张勇，池明波，贺安民，李鹏，杨毅，武洋，王路军，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院国家能源投资集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：