專利名稱：一種礦井頂板鉆孔淋水量測(cè)定裝置及測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦井頂板鉆孔淋水量測(cè)定裝置及測(cè)定方法，最適用礦井巷道富水頂板淋水量測(cè)定。
背景技術(shù)：
礦井富水頂板巷道在我國(guó)寧武、邢東、焦作、霍州等礦區(qū)廣泛存在，此類淋涌水型巷道若支護(hù)形式選擇不當(dāng)，不僅會(huì)導(dǎo)致支護(hù)成本過(guò)高，甚至?xí)璉發(fā)頂板透水和垮冒事故。淋涌水型巷道支護(hù)形式的選擇與煤巷的地質(zhì)生產(chǎn)條件密切相關(guān)，除了考慮頂板煤巖層的性質(zhì)、巷道寬度、是否受采動(dòng)影響、是否有斷層等常規(guī)因素外，頂板不同區(qū)域富水巖層中淋水量的大小是影響巷道安全穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，然而，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研得到由于缺乏便捷實(shí)用的淋水量測(cè)定裝置，在有水礦井支護(hù)方案的選取設(shè)計(jì)中不能準(zhǔn)確測(cè)定淋涌水量的大小，僅根據(jù)礦井宏觀的水文地質(zhì)圖來(lái)粗略估量，導(dǎo)致支護(hù)方案實(shí)施后淋涌水頂板煤巷經(jīng)常出現(xiàn)支護(hù)失效，根據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的我國(guó)寧東、淮南、濟(jì)寧等冒頂事故的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其中50%左右的事故由于富水頂板煤巷支護(hù)失效性冒頂而引起的。因此，現(xiàn)場(chǎng)亟需研究一套適合于測(cè)定富水頂板巷道淋涌水量大小的裝置及方法，以便準(zhǔn)確測(cè)量巷道頂板巖層鉆孔淋水量數(shù)據(jù)，從而科學(xué)設(shè)計(jì)富水巷道頂板支護(hù)形式并確定合理支護(hù)參數(shù)，以保障頂板支護(hù)的安全性。
發(fā)明內(nèi)容
一.發(fā)明目的鑒于已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種煤礦井下鉆孔淋水量測(cè)定裝置及方法，它可精確測(cè)定頂板鉆孔淋水量，為富水頂板煤巷的支護(hù)參數(shù)選擇提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考。二·技術(shù)方案本申請(qǐng)的測(cè)定裝置包括漏斗氈皮、圓柱體量測(cè)容器、防爆計(jì)時(shí)器及折疊式三角架， 漏斗氈皮中漏斗口需保證其垂直投影面被包含在圓柱體量測(cè)容器中的圓形橫截面內(nèi)；圓柱體量測(cè)容器的材質(zhì)為高分子塑料，上端為“鉗式”閉合板，底部中心為圓形旋鈕式漏水口，底部向上以升為單位依次進(jìn)行刻度標(biāo)記；防爆計(jì)時(shí)器加裝于圓柱體量測(cè)容器的外側(cè)面，包括啟動(dòng)、停止、歸零三個(gè)按鈕，以秒為單位計(jì)時(shí)。具體實(shí)施步驟為首先確定所測(cè)淋水煤巷頂板典型位置以及頂板需要鉆孔的各點(diǎn)A、B、C、D、E-,在需要打鉆的A點(diǎn)頂板巖層周邊區(qū)域預(yù)先固定好漏斗氈皮，利用錨桿鉆機(jī)向設(shè)計(jì)好的頂板鉆孔點(diǎn)垂直頂板打好鉆孔，打開(kāi)底部折疊三角架并架設(shè)好，關(guān)閉圓柱體量測(cè)容器上端的閉合板和底端圓形旋鈕式漏水口，將架設(shè)好的圓柱體量測(cè)容器移到鉆孔正下方，打開(kāi)圓柱體量測(cè)容器上端的閉合板，并按下防爆計(jì)時(shí)器中的“開(kāi)始”按鈕進(jìn)行計(jì)時(shí)，至一定體積后關(guān)閉上端“鉗式”閉合板，并按下防爆計(jì)時(shí)器中的“停止”按鈕，記錄圓柱體量測(cè)容器中水的體積L1和量測(cè)時(shí)間S1，并通過(guò)公式Q1 = L1/ S1計(jì)算出第一次測(cè)定的鉆孔淋水量Q1 ;打開(kāi)圓柱體量測(cè)容器底部的圓形旋鈕式漏水口，待容器內(nèi)的水全部流干后，按下防爆計(jì)時(shí)器中的“歸零”按鈕；按照上述測(cè)定過(guò)程，對(duì)同一頂板的鉆孔淋水量再次重復(fù)測(cè)量?jī)纱?，并分別記錄圓柱體量測(cè)容器中水的體積L2、L3和量測(cè)時(shí)間s2、S3，并通過(guò)公式Qi = Li/Si，其中i = 2，3，計(jì)算得出第二次和第三次測(cè)定的鉆孔淋水量Qy %，并通過(guò)Qm =Σ Li/Si, i = 1,2,3得出A鉆孔點(diǎn)的算術(shù)平均值,此也即為該測(cè)點(diǎn)處的頂板鉆孔淋水量；可以撤下頂板漏斗氈皮和關(guān)閉折疊式三角架，移動(dòng)該套鉆孔淋水量測(cè)定裝置到下一測(cè)點(diǎn)B，方法同上，測(cè)定B測(cè)點(diǎn)處鉆孔淋水量為Qcib,依次類推，可得出C、D、E… 測(cè)點(diǎn)處鉆孔淋水量Qcc、Qod> QoE···，對(duì)其測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)歸納總結(jié)分析，即可得出該礦頂板巖層淋水量分布規(guī)律。三.技術(shù)效果本發(fā)明一種礦井頂板鉆孔淋水量測(cè)定裝置，最適用礦井巷道富水頂板淋水量測(cè)定。該套鉆孔淋水量測(cè)定裝置測(cè)定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，提高了支護(hù)的科學(xué)性和有效性，大大增加頂板支護(hù)安全系數(shù)，整套裝置重量輕、運(yùn)輸方便、安裝操作方法簡(jiǎn)單、具有廣泛的實(shí)用性。
附圖I是本發(fā)明示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖中的一個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述本發(fā)明一種礦井頂板鉆孔淋水量測(cè)定裝置，采用漏斗氈皮I、圓柱體量測(cè)容器2、 防爆計(jì)時(shí)器3及折疊式三角架4。漏斗氈皮I中漏斗口需保證其垂直投影面被包含在圓柱體量測(cè)容器2中的圓形橫截面內(nèi)，所述鉆孔淋水量測(cè)定裝置中圓柱體量測(cè)容器2的材質(zhì)為高分子塑料，上端為“鉗式”閉合板5，底部中心為圓形旋鈕式漏水口 6，從底部向上以升為單位依次進(jìn)行刻度標(biāo)記，防爆計(jì)時(shí)器3加裝于圓柱體量測(cè)容器2的外側(cè)面，其主要功能是進(jìn)行時(shí)間的計(jì)時(shí)，包括啟動(dòng)、停止、歸零三個(gè)按鈕，以秒為單位。具體實(shí)施步驟為首先確定所測(cè)淋水煤巷頂板典型位置以及頂板需要鉆孔的各點(diǎn)A、B、C、D、E···，在需要打鉆的A點(diǎn)頂板巖層周邊區(qū)域預(yù)先固定好漏斗氈皮1，利用錨桿鉆機(jī)向設(shè)計(jì)好的頂板鉆孔點(diǎn)垂直頂板打好鉆孔7，打開(kāi)底部折疊三角架4并架設(shè)好，關(guān)閉圓柱體量測(cè)容器2上端的閉合板5和底端圓形旋鈕式漏水口 6，將架設(shè)好的圓柱體量測(cè)容器2移到鉆孔7正下方，打開(kāi)圓柱體量測(cè)容器 2上端的閉合板5，并按下防爆計(jì)時(shí)器3中的“開(kāi)始”按鈕進(jìn)行計(jì)時(shí)，至一定體積后關(guān)閉上端 “鉗式”閉合板5，并按下防爆計(jì)時(shí)器3中的“停止”按鈕，記錄圓柱體量測(cè)容器2中水的體積 L1和量測(cè)時(shí)間S1，并通過(guò)公式Q1 = L1ZiS1計(jì)算出第一次測(cè)定的鉆孔淋水量Qp打開(kāi)圓柱體量測(cè)容器2底部的圓形旋鈕式漏水口 6，待容器內(nèi)的水全部流干后，按下防爆計(jì)時(shí)器3中的 “歸零”按鈕。按照上述測(cè)定過(guò)程，對(duì)同一頂板的鉆孔淋水量再次重復(fù)測(cè)量2次，并分別記錄圓柱體量測(cè)容器2中水的體積L2、L3和量測(cè)時(shí)間S2、S3，并通過(guò)公式Qi = Li/Si，其中i = 2，
3。計(jì)算得出第二次和第三次測(cè)定的鉆孔淋水量％，Qy并通過(guò)Qm = Σ L1ZS1, i = 1,2,3得出A鉆孔點(diǎn)的算術(shù)平均值，此也即為該測(cè)點(diǎn)處的頂板鉆孔淋水量。撤下頂板漏斗氈皮I和關(guān)閉折疊式三角架4，移動(dòng)該套鉆孔淋水量測(cè)定裝置到下一測(cè)點(diǎn)B，方法同上，可測(cè)定B測(cè)點(diǎn)處鉆孔淋水量為Qcib,依次類推，可得出C、D、E…測(cè)點(diǎn)處鉆孔淋水量Qod, Qcie-，對(duì)其測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)歸納總結(jié)分析，即可得出該礦頂板巖層淋水量分布規(guī)律，指導(dǎo)礦井安全高效生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種礦井頂板鉆孔淋水量測(cè)定裝置，其特征在于包括漏斗氈皮(I)、圓柱體量測(cè)容器(2)、防爆計(jì)時(shí)器(3)及折疊式三角架(4)，漏斗氈皮(I)中漏斗口需保證其垂直投影面被包含在圓柱體量測(cè)容器(2)中的圓形橫截面內(nèi)；圓柱體量測(cè)容器(2)的材質(zhì)為高分子塑料，上端為“鉗式”閉合板(5)，底部中心為圓形旋鈕式漏水口(6)，底部向上以升為單位依次進(jìn)行刻度標(biāo)記；防爆計(jì)時(shí)器⑶加裝于圓柱體量測(cè)容器⑵的外側(cè)面，包括啟動(dòng)、停止、歸零三個(gè)按鈕，以秒為單位計(jì)時(shí)。
2.一種使用權(quán)利要求I所述的礦井頂板鉆孔淋水量測(cè)定裝置進(jìn)行淋水量測(cè)定的方法，其特作在于首先確定所測(cè)淋水煤巷頂板典型位置以及頂板需要鉆孔的各點(diǎn)A、B、C、D、 E···，在需要打鉆的A點(diǎn)頂板巖層周邊區(qū)域預(yù)先固定好漏斗氈皮(I)，利用錨桿鉆機(jī)向設(shè)計(jì)好的頂板鉆孔點(diǎn)垂直頂板打好鉆孔(7)，打開(kāi)底部折疊三角架(4)并架設(shè)好，關(guān)閉圓柱體量測(cè)容器(2)上端的閉合板(5)和底端圓形旋鈕式漏水口(6)，將架設(shè)好的圓柱體量測(cè)容器(2)移到鉆孔(7)正下方，打開(kāi)圓柱體量測(cè)容器(2)上端的閉合板(5)，并按下防爆計(jì)時(shí)器(3)中的“開(kāi)始”按鈕進(jìn)行計(jì)時(shí)，至一定體積后關(guān)閉上端“鉗式”閉合板(5)，并按下防爆計(jì)時(shí)器⑶中的“停止”按鈕，記錄圓柱體量測(cè)容器⑵中水的體積L1和量測(cè)時(shí)間S1，并通過(guò)公式Q1 = L1ZiS1計(jì)算出第一次測(cè)定的鉆孔淋水量Q1 ;打開(kāi)圓柱體量測(cè)容器(2)底部的圓形旋鈕式漏水口(6)，待容器內(nèi)的水全部流干后，按下防爆計(jì)時(shí)器(3)中的“歸零”按鈕；按照上述測(cè)定過(guò)程，對(duì)同一頂板的鉆孔淋水量再次重復(fù)測(cè)量?jī)纱危⒎謩e記錄圓柱體量測(cè)容器(2) 中水的體積L2、L3和量測(cè)時(shí)間S2、S3，并通過(guò)公式Qi = LiZiSi,其中i = 2，3，計(jì)算得出第二次和第三次測(cè)定的鉆孔淋水量Q2, Q3，并通過(guò)Qcia = E VSi,! = 1，2，3得出A鉆孔點(diǎn)的算術(shù)平均值，此也即為該測(cè)點(diǎn)處的頂板鉆孔淋水量；可以進(jìn)一步撤下頂板漏斗氈皮(I)和關(guān)閉折疊式三角架(4)，移動(dòng)該套鉆孔淋水量測(cè)定裝置到下一測(cè)點(diǎn)B，方法同上，測(cè)定B測(cè)點(diǎn)處鉆孔淋水量為Qcib，依次類推，可得出C、D、E…測(cè)點(diǎn)處鉆孔淋水量Qod, Qcie-，對(duì)其測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)歸納總結(jié)分析，即可得出該礦頂板巖層淋水量分布規(guī)律。
全文摘要
本發(fā)明一種礦井頂板鉆孔淋水量測(cè)定裝置及測(cè)定方法，適用于礦井巷道富水頂板淋水量測(cè)定。它由漏斗氈皮、圓柱體量測(cè)容器、防爆計(jì)時(shí)器及折疊式三角架組成。圓柱體量測(cè)容器的材質(zhì)為高分子塑料，上端為“鉗式”閉合板，底部中心為圓形旋鈕式漏水口，底部向上以升為單位依次進(jìn)行刻度標(biāo)記；防爆計(jì)時(shí)器加裝于圓柱體量測(cè)容器的外側(cè)面，包括啟動(dòng)、停止、歸零三個(gè)按鈕，以秒為單位計(jì)時(shí)。該套裝置及方法可精確測(cè)定頂板鉆孔淋水量，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)分析可得出巷道頂板淋水量分布規(guī)律，為富水頂板巷道的支護(hù)參數(shù)選擇提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考，提高了支護(hù)的科學(xué)性，大大增強(qiáng)頂板支護(hù)安全系數(shù)，整套裝置重量輕，運(yùn)輸方便，安裝方法簡(jiǎn)單，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號(hào)E21B47/00GK102606134SQ20121007177
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者嚴(yán)紅, 李傳明, 韋善陽(yáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)