專(zhuān)利名稱(chēng)：巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種模擬雙端封堵鉆孔測(cè)漏效果的試驗(yàn)裝置，特別是一種巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)。
背景技術(shù)：
在煤礦中，尤其是裂隙帶發(fā)育較成熟的煤礦頂板中，常常需要使用注水測(cè)漏失量的方法來(lái)檢測(cè)頂板裂隙的大小，其操作過(guò)程為通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備向煤層頂板鉆孔，向鉆孔的某一區(qū)段內(nèi)注水，水通過(guò)裂隙向頂板中滲透，當(dāng)注水達(dá)到飽和時(shí)，根據(jù)實(shí)際注水量，也就是漏失量，判斷頂板中裂隙的大小，從而得出裂隙的發(fā)育程度；其目的在于通過(guò)鉆孔分段測(cè)漏確定巖體內(nèi)部裂隙發(fā)育狀況或采礦及各類(lèi)巖體工程圍巖的破壞深度和范圍，以便采取經(jīng)濟(jì)合理的維護(hù)措施以便進(jìn)行安全防范。但在實(shí)際應(yīng)用中，現(xiàn)有的設(shè)備僅僅只能檢測(cè)漏失量，無(wú)法定量的檢測(cè)漏失量與注水壓力、注水時(shí)間之間的關(guān)系。對(duì)同一煤層，不同的注水壓力和注水時(shí)間其漏失量很有可能是不同的，在某些特征的工作面，其差別可能會(huì)非常大；同時(shí)傳統(tǒng)檢測(cè)方式還具有對(duì)鉆孔質(zhì)量要求高，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)等不足之處。在現(xiàn)有技術(shù)中，并沒(méi)有漏失量與注水壓力、注水時(shí)間明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也沒(méi)有合適的試驗(yàn)裝置和設(shè)備來(lái)確定上述關(guān)系，這種情況極大的影響了雙端封堵裂隙檢測(cè)方法的應(yīng)用。運(yùn)用傳統(tǒng)方式檢測(cè)還受到實(shí)地條件的局限，使得檢測(cè)結(jié)果偏差較大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)要求，進(jìn)而為安全防范帶來(lái)隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種在室內(nèi)即能模擬實(shí)現(xiàn)巖體測(cè)漏效果，進(jìn)一步精準(zhǔn)、快速獲取測(cè)量數(shù)據(jù)，以便采取最佳維護(hù)措施進(jìn)行安全防范的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)。本實(shí)用新型的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括頂部安設(shè)轉(zhuǎn)角臺(tái)板的支架，所述轉(zhuǎn)角臺(tái)板的單向側(cè)邊與上述支架形成鉸接，且轉(zhuǎn)角臺(tái)板與支架之間設(shè)置定位轉(zhuǎn)角臺(tái)板傾斜角度的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)角臺(tái)板上固設(shè)模擬測(cè)漏管，所述模擬測(cè)漏管的兩端口呈密封狀，所述模擬測(cè)漏管的周壁上開(kāi)設(shè)若干進(jìn)口和若干測(cè)漏口，所述若干進(jìn)口通過(guò)匯總連接泵機(jī)，所述測(cè)漏口上連接裂隙模擬器。本巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)中轉(zhuǎn)角臺(tái)板為長(zhǎng)方形金屬板，其一側(cè)邊為自由端，另一側(cè)邊通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸鉸接在支架頂面的一側(cè)，由此轉(zhuǎn)角臺(tái)板可形成任意角度的旋轉(zhuǎn)定位。在實(shí)地巖體測(cè)漏操作中，需要對(duì)任何仰、俯傾角的鉆孔進(jìn)行分段封堵注水或充氣測(cè)漏，故轉(zhuǎn)角臺(tái)板能夠應(yīng)對(duì)模擬實(shí)現(xiàn)各種角度鉆孔的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)模擬測(cè)試的真實(shí)度。在上述的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)中，所述測(cè)漏口上連接壓力表，所述泵機(jī)的出口處連接總壓力表與流量計(jì)。在上述的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)中，所述模擬測(cè)漏管的兩端口塞堵形成密封的密封膠塞。在上述的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)中，所述若干進(jìn)口與泵機(jī)之間通過(guò)連通管相連，所述每進(jìn)口處的連通管上設(shè)置一分管閥門(mén)，所述泵機(jī)的出口處設(shè)置一總管閥門(mén)。每個(gè)分管閥門(mén)對(duì)應(yīng)控制一個(gè)進(jìn)口的開(kāi)閉狀態(tài)，由此可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需求靈活控制水體或氣體的流入位置。在上述的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)中，所述模擬測(cè)漏管設(shè)有多根，且多根模擬測(cè)漏管平行設(shè)置在上述轉(zhuǎn)角臺(tái)板的頂面上。在上述的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)中，所述若干進(jìn)口沿上述模擬測(cè)漏管的軸向均勻分布，所述若干測(cè)漏口沿上述模擬測(cè)漏管的軸向均勻分布，且若干進(jìn)口位于上述模擬測(cè)漏管的同一側(cè)，若干測(cè)漏口位于上述模擬測(cè)漏管的另一側(cè)。進(jìn)口沿管身均勻分布，避免注水或注氣的壓力波動(dòng)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響；測(cè)漏口通過(guò)更換外接設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)多功能的用途，使用方便。在上述的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)中，所述支撐結(jié)構(gòu)包括固設(shè)于支架上的液壓缸，所述液壓缸由頂部延伸支撐桿，所述支撐桿的頂端與上述轉(zhuǎn)角臺(tái)板的底面形成支撐接觸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)采用室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法，可以模擬多種地質(zhì)采礦條件，獲取不同地質(zhì)采礦條件下的底板導(dǎo)水破壞深度，提供安全開(kāi)采方案決策依據(jù)，由此其測(cè)驗(yàn)范圍廣，使用靈活性強(qiáng)；同時(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中跑冒量少，漏失量記錄精確；再者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，測(cè)驗(yàn)用時(shí)短，費(fèi)用低。

圖1是本巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)的支架結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)的模擬測(cè)漏管結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、支架；2、轉(zhuǎn)角臺(tái)板；3、液壓缸；4、模擬測(cè)漏管；5、密封膠塞；6、進(jìn)口 ；7、測(cè)漏口 ；8、壓力表；9、裂隙模擬器。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。如圖1和圖2所示，本巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)主要包括支架I和設(shè)置在支架I上的模擬測(cè)漏管4。支架I整體由金屬構(gòu)成，其底部為矩形框體，其頂部安設(shè)轉(zhuǎn)角臺(tái)板2。轉(zhuǎn)角臺(tái)板2為長(zhǎng)方形金屬板，其一側(cè)邊為自由端，另一側(cè)邊通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸鉸接在矩形框體頂面的一側(cè)，由此轉(zhuǎn)角臺(tái)板2可形成任意角度的旋轉(zhuǎn)定位。轉(zhuǎn)角臺(tái)板2與支架I之間設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)包括固設(shè)于支架I上的液壓缸3 (此處液壓缸3也可放置于地面上)，液壓缸3由頂部延伸支撐桿，該支撐桿能夠在液壓缸3的帶動(dòng)下沿豎直方向伸縮運(yùn)作，且支撐桿的頂端與轉(zhuǎn)角臺(tái)板2的底面形成支撐接觸。 轉(zhuǎn)角臺(tái)板2的頂面上呈平行固設(shè)多根模擬測(cè)漏管4，且多根模擬測(cè)漏管4垂直于轉(zhuǎn)角臺(tái)板2的鉸接邊均勻排列。注水管大體為圓筒形，其兩端被密封膠塞5密封，模擬測(cè)漏管4的周壁上開(kāi)設(shè)若干進(jìn)口 6和若干測(cè)漏口 7。若干進(jìn)口 6沿模擬測(cè)漏管4的軸向均勻分布，若干測(cè)漏口 7沿模擬測(cè)漏管4的軸向均勻分布，且若干進(jìn)口 6位于模擬測(cè)漏管4的同一側(cè)，若干測(cè)漏口 7位于模擬測(cè)漏管4的另一側(cè)，進(jìn)口 6沿管身均勻分布，避免注水或注氣的壓力波動(dòng)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響；測(cè)漏口 7通過(guò)更換外接設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)多功能的用途，使用方便。每個(gè)進(jìn)口 6均連接一連通管，且若干連通管匯總后連接泵機(jī)，每進(jìn)口 6處的連通管上設(shè)置一分管閥門(mén)，泵機(jī)的出口處設(shè)置一總管閥門(mén)。每個(gè)分管閥門(mén)對(duì)應(yīng)控制一個(gè)進(jìn)口 6的開(kāi)閉狀態(tài)，由此可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需求靈活控制水體或氣體的流入位置。至少一個(gè)測(cè)漏口 7上連接裂隙模擬器9與壓力表8，其它閑置測(cè)漏口 7使用塞子封堵，避免漏水。裂隙模擬器9用于模擬煤層中的裂縫和空隙，可以使用帶小孔或者細(xì)縫的盲管來(lái)作為裂隙模擬器9，也可以使用其它合適的部件，通過(guò)調(diào)整小孔、細(xì)縫的尺寸和數(shù)量，就可以模擬不同的裂隙情況。為更好的模擬具體的環(huán)境，可以在多個(gè)不同的位置的測(cè)漏口7上安裝不同的裂隙模擬器9。泵機(jī)的出口處連接總壓力表與流量計(jì)。在使用過(guò)程中，首先需要根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整轉(zhuǎn)角臺(tái)板2的傾斜角度并定位，在模擬測(cè)漏管4上設(shè)置合適的裂隙模擬器9，然后開(kāi)啟泵機(jī)注水，同時(shí)記錄總壓力表、流量計(jì)和模擬測(cè)漏管4中壓力表8的讀數(shù)，并繪制時(shí)間曲線圖，從而得出不同裂隙量的情況下，不同注水壓力、注水量和注水時(shí)間的關(guān)系。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。盡管本文較多地使用了支架I ;轉(zhuǎn)角臺(tái)板2 ;液壓缸3 ;模擬測(cè)漏管4 ;密封膠塞5 ；進(jìn)口 6 ;測(cè)漏口 7 ;壓力表8 ;裂隙模擬器9等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括頂部安設(shè)轉(zhuǎn)角臺(tái)板的支架，所述轉(zhuǎn)角臺(tái)板的單向側(cè)邊與上述支架形成鉸接，且轉(zhuǎn)角臺(tái)板與支架之間設(shè)置定位轉(zhuǎn)角臺(tái)板傾斜角度的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)角臺(tái)板上固設(shè)模擬測(cè)漏管，所述模擬測(cè)漏管的兩端口呈密封狀，所述模擬測(cè)漏管的周壁上開(kāi)設(shè)若干進(jìn)口和若干測(cè)漏口，所述若干進(jìn)口通過(guò)匯總連接泵機(jī)，所述測(cè)漏口上連接裂隙模擬器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述測(cè)漏口上連接壓力表，所述泵機(jī)的出口處連接總壓力表與流量計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述模擬測(cè)漏管的兩端口塞堵形成密封的密封膠塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述若干進(jìn)口與泵機(jī)之間通過(guò)連通管相連，所述每進(jìn)口處的連通管上設(shè)置一分管閥門(mén)，所述泵機(jī)的出口處設(shè)置一總管閥門(mén)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述模擬測(cè)漏管設(shè)有多根，且多根模擬測(cè)漏管平行設(shè)置在上述轉(zhuǎn)角臺(tái)板的頂面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述若干進(jìn)口沿上述模擬測(cè)漏管的軸向均勻分布，所述若干測(cè)漏口沿上述模擬測(cè)漏管的軸向均勻分布，且若干進(jìn)口位于上述模擬測(cè)漏管的同一側(cè)，若干測(cè)漏口位于上述模擬測(cè)漏管的另一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)包括固設(shè)于支架上的液壓缸，所述液壓缸由頂部延伸支撐桿，所述支撐桿的頂端與上述轉(zhuǎn)角臺(tái)板的底面形成支撐接觸。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)。它解決了現(xiàn)有的巖體測(cè)漏設(shè)備存在檢測(cè)不全面且精準(zhǔn)性差等問(wèn)題。本巖體鉆孔測(cè)漏模擬試驗(yàn)臺(tái)包括頂部安設(shè)轉(zhuǎn)角臺(tái)板的支架，轉(zhuǎn)角臺(tái)板的單向側(cè)邊與支架形成鉸接，且轉(zhuǎn)角臺(tái)板與支架之間設(shè)置定位轉(zhuǎn)角臺(tái)板傾斜角度的支撐結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)角臺(tái)板上固設(shè)模擬測(cè)漏管，模擬測(cè)漏管的兩端口呈密封狀，模擬測(cè)漏管的周壁上開(kāi)設(shè)若干進(jìn)口和若干測(cè)漏口，若干進(jìn)口通過(guò)匯總連接泵機(jī)，測(cè)漏口上連接裂隙模擬器。本實(shí)用新型采用室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)觀測(cè)法，可以模擬多種地質(zhì)采礦條件，獲取不同地質(zhì)采礦條件下的底板導(dǎo)水破壞深度，提供安全開(kāi)采方案決策依據(jù)，由此其測(cè)驗(yàn)范圍廣，使用靈活性強(qiáng)；同時(shí)漏失量記錄精確，測(cè)驗(yàn)用時(shí)短。
文檔編號(hào)G01D21/02GK202903238SQ20122057562
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者劉偉韜, 劉云娟, 申建軍, 郭惟嘉, 張文泉, 尹立明, 孫文斌 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)