煤矿采空区裂隙发育智能测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术属于煤矿采空区裂隙发育检测技术领域，涉及煤矿采空区裂隙发育智能测试系统及测试方法。其测试系统包括渗水装置、智能计时系统和通水装置，渗水装置包括渗水管和用以膨胀封孔的注水胶囊；智能计时系统包括声控仪和单片机；通水装置包括用以注水和泄水的智能通水仪，智能通水仪包括用以切换注水和泄水动作的转换阀和用以带动转换阀转动的电机。其测试方法是通过将上述测试系统连接至煤矿采空区裂隙端的钻孔中，然后进行注水、报警时间记录、数据整理分析等。本发明专利技术能够通过定水量测渗透时间来表征煤矿采空区裂隙的发育程度，节省水资源，提高检测效率，对煤矿的矿井开采设计、瓦斯抽采、水灾防治、顶板管理和安全高效生产有着重要意义。着重要意义。着重要意义。

【技术实现步骤摘要】
煤矿采空区裂隙发育智能测试系统及测试方法


[0001]本专利技术属于煤矿采空区裂隙发育检测
，具体地，涉及煤矿采空区裂隙发育智能测试系统及测试方法。

技术介绍

[0002]随着智能技术的发展，智能设备在各行各业也愈加普遍。煤矿也在向着智能无人化的方向迈进，技术的智能化不仅提高了煤矿的安全性，也大大提高了资源的开采率。
[0003]在煤炭的开采过程中，煤矿可能出现很多问题，其中如何准确确定煤矿采空区的裂隙发育程度是比较常见的开采问题。煤层在开采之后，会形成采空区。采空区的上覆岩层会出现破坏、变形和移动，再根据上覆岩层的不同裂隙发育程度划分为三个不同的特征带：垮落带、导水裂隙带和弯曲下沉带，统称为“三带”。其中，采空区的垮落带和裂隙带是气体和水流动的主要场所，是瓦斯和水的聚积地，这些特征影响了对顶板高抽岩巷的布置层位和高抽钻孔的终孔层位的确定。
[0004]因此，测定煤矿采空区的裂隙发育程度对于煤矿的矿井开采设计、瓦斯抽采、水灾防治、顶板管理和安全高效生产，以及对于确定采煤工作面开采上限、高位瓦斯抽放钻孔终孔位置及地表移动有着本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.煤矿采空区裂隙发育智能测试系统，包括通水装置，其特征在于：还包括渗水装置和智能计时系统，所述渗水装置用于探入钻孔，并使水渗透入采空区煤岩层；所述智能计时系统用于测量一定量的水渗入采空区煤岩层所用的时间；所述通水装置用于配套渗水装置完成注水和泄水。2.根据权利要求1所述的煤矿采空区裂隙发育智能测试系统，其特征在于：所述渗水装置包括渗水管和用以膨胀封孔的注水胶囊，所述注水胶囊包裹在渗水管外侧形成一个独立的封闭空间，所述渗水管的一端连接有空心钻杆，另一端穿过注水胶囊并伸至钻孔中，所述注水胶囊靠近空心钻杆端设有第一注水口，所述渗水管内设有注水套管，所述注水套管的外壁与渗水管的内壁之间设有夹套，所述夹套内设有传声装置，所述注水套管靠近空心钻杆端设有第二注水口，远离空心钻杆端设有用以使水渗入钻孔的渗透管和用以定注水量的连通口；所述渗透管的出水口设于连通口与传声装置之间，且延伸至渗水管外侧，所述渗水管与渗透管的连接处密封设置；所述传声装置在水经连通口溢出时或钻孔内水位低于渗透管的出水口一定高度时发出声信号；所述智能计时系统包括声控仪和单片机，所述声控仪用以接收传声装置发生的声信号，所述单片机用以记录传声装置发生的声信号的间隔时间和控制通水装置的注水和泄水动作，所述声控仪安装于钻孔的入口处且与单片机电连接；所述通水装置包括用以注水和泄水的智能通水仪，智能通水仪包括用于切换注水和泄水动作的转换阀和用于带动转换阀转动的电机，所述电机与单片机电相连。3.根据权利要求2所述的煤矿采空区裂隙发育智能测试系统，其特征在于：所述传声装置包括振击传声装置、丁型传声装置和蓄电箱；所述振击传声装置包括电子警报器一和传振小球，所述电子警报器一固定在渗水管的内壁上，且电子警报器一的护壳上端留设有与传振小球相匹配的球坑，所述球坑底部留设通孔，所述电子警报器一的触动按钮贯穿至通孔上方，传振小球落到球坑中压迫电子警报器一的触动按钮，即可发出警报，所述电子警报器一可根据需要设定报警时长，所述渗水管外设有盛水盘，且盛水盘底部设有漏水孔，所述漏水孔的漏水量小于同一时间内渗透管流入盛水盘内的水量，所述盛水盘设于渗透管的出水口下方，且通过连接杆与传振小球固定连接，所述盛水盘和渗透管的出水口之间设有导流板，所述导流板连接在渗水管的外壁上，所述渗水管的管壁上开设有可供连接杆上下摆动的摆动孔，所述摆动孔外设有橡胶密封罩，所述橡胶密封罩与连接杆密封连接，所述连接杆通过销轴转动连接在摆动孔内；当盛水盘内盛水时带动传振小球抬起脱离电子警报器一的触动按钮，当水从盛水盘中流尽后，传振小球会落下撞击电子警报器一的触动按钮，并引起电子警报器一发出警报；所述丁型传声装置包括电子警报器二、橡胶带和丁型传动盘；所述丁型传动盘包括圆柱主干和接水盘，所述接水盘呈圆弧盒状，且接水盘的底部设有排水孔，所述排水孔的排水量小于同一时间内经连通口流入接水盘内的水量；所述圆柱主干的顶部连接在接水盘的底部中央，且圆柱主干的底部呈半球形，所述橡胶带的两端连接在渗水管的内壁和注水套管的外壁之间，且橡胶带与注水套管的连接端设有出水通道，所述出水通道的底部与空心钻杆相连通，所述丁型传动盘的圆柱主干穿过橡胶带且与橡胶带固定连接，所述电子警报器二与电子警报器一结构相同，且固定在注水套管的外壁上，所述电子警报器二的护壳上端留设的球坑与圆柱主干的底部相匹配，所述橡胶带与注水套管的连接端高于橡胶带与渗水
管的连接端，在橡胶带的两侧对应设有两块挡板，两块所述挡板连接在注水套管的外侧壁上，所述挡板与注水套管的外壁及渗水管的内壁配合使连通口流出的水只能落入接水盘内或直接进入出水通道中，所述丁型传动盘的圆柱主干两侧对应设有导向板，两个所述导向板均设于橡胶带上方，且分别与注水套管的外壁和渗水管的内壁滑动连接，用于使丁型传动盘只能上下移动，当丁型传动盘上落入一定量的水时，圆柱主干的底部会落下撞击电子警报器二的触动按钮，并引...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳佳，聂子硕，尚宾，狄满洲，王亚辉，乔振龙，杨迪，张扬，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：