CN113237453B - 一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，该装置包括伸缩保护外套、第一膨胀固定器、第一连接钻杆、位移传感器、压力弹簧、铠装电缆和数显表。本发明同时提供了推胀式被保护层膨胀变形量自动测定方法。本发明采用液压方式代替传统钢楔等固定方式，具有安装稳固，便于安装，抗干扰性强等特点；同时将位移传感器布置于测量装置内部替代长距离钢丝绳相对位移孔口测量，实现了对膨胀变形量的直接高精度实时测量，且仅需一组位移传感器***，同时推送钻杆可回收，成本低，***简单，可靠性高。

Description

一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置及方法

技术领域

本发明属于煤矿保护层开采技术领域,特别提供了一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置及方法。

背景技术

保护层开采技术是指，在煤层群条件下，通过开采保护煤层的卸压增透作用，降低邻近被保护高瓦斯或突出危险煤层的煤层瓦斯含量，消除其突出危险性的区域瓦斯治理技术。按照保护层与被保护层的相对位置关系，保护层又可分为上保护层和下保护层。我国多数矿区煤层群赋存的特征决定了保护层开采是我国需要长期采用的区域防突措施。煤层膨胀变形量是衡量保护层开采效果的一项重要指标。《防治煤与瓦斯突出细则》2019版本第五十五条规定：矿井首次开采某个保护层或者保护层与被保护层的层间距、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当对被保护层的保护效果及其有效保护范围进行实际考察。经保护效果考察有效的范围为无突出危险区。若经实际考察被保护层的最大膨胀变形量大于3‰，则检验和考察结果可适用于具有同一保护层和被保护层关系的其他区域。最大膨胀变形量未超过3‰的，必须对每个被保护工作面的保护效果进行检验：此外，若保护层与被保护层的层间距离、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当再次进行效果检验和保护范围考察。

目前对煤层膨胀变形量的测定多采用深部基点法，即在岩巷中向煤层施工穿透煤层的钻孔，在煤层顶板及底板各安装一对钢楔固定深部基点，由钢楔引出钢筋和钢管至孔外，通过测量钢筋和钢管的相对位移，并结合钻孔角度进行换算，得到煤层的膨胀变形量。如果钻孔距离较深可用钢丝绳代替钢筋和钢管。传统的测定方在实际操作中难度大，具有安全隐患。钢楔体积大，在钻孔内推送过程中易与孔壁碰撞发生错位，甚至卡在钻孔中途，造成安装失败；钢楔、钢筋被首先推送至煤层顶板固定，钢楔、钢管接着被推送至底板固定，安装不能一次性完成，底板基点的安装对顶板基点的稳定会产生影响；当测定地点距离被保护层较远时，钢管、钢筋长度增加，重量增大，人工推送困难，钢筋和钢管在自重作用下容易发生掉落，存在安全隐患；如果用钢丝绳代替钢筋和钢管，基点钢楔安装固定困难，且测量用的钢丝绳缺乏保护，可能卡在孔壁裂缝内，造成测量不准确。另外钻孔变形及钻屑影响钢楔很难安装至指定位置，由于采动影响即使安装良好的钢楔也极易产生松动滑落造成测定失败，失败率极高；被保护层膨胀变形量较小，往往只有几毫米，钻孔深度往往较大，通过上下两根钢丝绳相对位移直观读取，误差较大。

如专利号为CN202010972156.1的中国发明专利公开了一种被保护层膨胀变形量测定装置及方法，设在钻孔内的引导管、第一封孔囊袋、第一囊袋注浆管、套管、第二封孔囊袋、第二囊袋注浆管和钢丝绳；本发明利用施工钻孔的钻机、钻杆将钢丝绳、第一封孔囊袋、第一囊袋注浆管等送入钻孔被保护煤层顶板以上位置，注浆固定，测定被保护煤层顶板位移量；利用套管固定封孔部件后穿钢丝绳，送入钻孔被保护煤层底板下方，注浆固定，测定被保护煤层底板位移量；在保护层开采后，利用被保护煤层顶板位移量、底板位移量，进而计算保护层开采后被保护层膨胀变形量。该装置需要再保护煤层顶板和底板的位置分别通过封孔囊袋固定钢丝绳，并通过钢丝绳测定煤层顶板位移量和底板位移量，才可以实现被保护层膨胀变形量，该固定方式复杂，采用钢丝绳测定，测量误差较大。

现有技术中较少地有关于采用位移传感器进行保护层膨胀变形量测量的技术。如专利号为CN201610559046.6的中国发明专利公开了一种被保护层膨胀变形量的测量方法，该测量方法是要先进行钻机钻孔、扩孔，然后需要再钻孔和扩孔内分别放置顶板位移测量装置和底板位移测量装置，其顶板位移测量装置包括上部小托盘、下部小托盘、第一空心杆、第一弹簧、第一数据传输线、第一位移传感器和第一数显表；所述第一弹簧的上端连接上部小托盘，第一弹簧的下端通过第一位移传感器连接下部小托盘，所述第一位移传感器固定在下部小托盘的顶面上，所述第一空心杆的上端与下部小托盘的底面焊接；

底板位移测量装置包括上部大托盘、下部大托盘、第二空心杆、第二弹簧、第二数据传输线、第二位移传感器和第二数显表，所述第二弹簧的上端连接上部大托盘，第二弹簧的下端通过第二位移传感器连接下部大托盘，所述第二位移传感器固定在下部大托盘的顶面上，所述第二空心杆的上端焊接在下部大托盘的底面上；

该测量方法需要钻孔并进行扩孔，工艺复杂，并且需要在煤层顶板和底板均放置测量装置，下部托盘容易受到煤岩掉落体影响测量准确性，采用四组传感器，成本较高。

被保护层在保护层开采的过程中会发生膨胀变形，且膨胀变形量较小，往往只有几个毫米，需要及时进行测量捕捉，对装置可靠性、准确性要求较高；被保护层膨胀变形量测量装置研究对保护层开采瓦斯抽采和效果检验工作具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置及方法。本发明采用液压方式代替传统钢楔等固定方式，具有安装稳固，便于安装，抗干扰性强等特点，且仅需一组位移传感器***，同时推送钻杆可回收，成本低，***简单，可靠性高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，该装置包括伸缩保护外套、第一膨胀固定器、第一连接钻杆、位移传感器、压力弹簧、铠装电缆和数显表，位移传感器的一端与伸缩保护外套内部端面相铰接，位移传感器的另一端与第一连接钻杆相连接，位移传感器可在伸缩保护外套中沿轴向移动，伸缩保护外套中设有压力弹簧，压力弹簧的一端与伸缩保护外套相连接，另一端与位移传感器外壁相连接，第一连接钻杆另外与第一膨胀固定器相连接，位移传感器末端通过铠装电缆与外部数显表相连接。

进一步地，所述第一膨胀固定器包括第一储液缸、第一储液缸推杆、第一液压膨胀胶囊、第一胶囊注液管、第一固定器中部管、第一高压溢流阀和反扣高压接头，所述第一液压膨胀胶囊扣押密封在第一固定器中部管外部，第一胶囊注液管的出口端伸入至第一液压膨胀胶囊与第一固定器中部管之间的密封空间，第一胶囊注液管的入口端与所述第一高压溢流阀相连接，第一高压溢流阀与第一储液缸相通，在第一储液缸内设有液压油以及可沿第一储液缸轴向移动的第一储液缸推杆，第一储液缸推杆的末端设有反扣高压接头，用于与外部推送钻杆通过反向螺纹相连接，所述第一固定器中部管上设有中部管斜孔，铠装电缆与位移传感器连接后依次穿过第一连接钻杆及第一固定器中部管内部，最终通过中部管斜孔穿出与外部数显表相连接。

进一步地，所述第一储液缸与第一储液缸推杆以及第一高压溢流阀之间均为高压密封，所述第一液压膨胀胶囊膨胀后最大外径大于钻孔内径。

进一步地，所述第一连接钻杆的数量为至少一个，当第一连接钻杆的数量为两个以上时，头端的第一连接钻杆与位移传感器相连接，最末端的第一连接钻杆与第一膨胀固定器相连接，两两第一连接钻杆之间通过正向螺纹连接。

进一步地，所述位移传感器为伸缩式位移传感器、激光位移传感器、光纤位移传感器或光栅位移传感器。

进一步地，所述位移传感器、铠装电缆和数显表均为本安型。

进一步地，所述推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置还包括第二膨胀固定器和第二连接钻杆，所述第二膨胀固定器包括第二储液缸、第二储液缸推杆、第二液压膨胀胶囊、第二胶囊注液管、第二固定器中部管、第二高压溢流阀；第二液压膨胀胶囊扣押密封在第二固定器中部管外部，第二胶囊注液管的出口端伸入至第二液压膨胀胶囊与第二固定器中部管之间的密封空间，第二胶囊注液管的入口端与所述第二高压溢流阀相连接，第二高压溢流阀与第二储液缸相通，在第二储液缸内设有液压油以及可沿第二储液缸轴向移动的第二储液缸推杆，第二储液缸推杆末端与第二连接钻杆相连接，所述第二膨胀固定器通过第二连接钻杆与伸缩保护外套头端相连接。

进一步地，所述第二储液缸与第二储液缸推杆以及第二高压溢流阀之间均为高压密封，所述第二液压膨胀胶囊膨胀后最大外径大于钻孔内径。

本发明同时提供了一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置的测定方法，利用上述的推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，按照如下步骤进行：

步骤一，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工预定尺寸钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤二，利用外部推送钻杆与第一储液缸推杆连接，利用外部推送钻杆将推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置推送至钻孔顶部，轴向推动外部推送钻杆，将伸缩保护外套推至钻孔孔底，继续推动钻杆带动第一储液缸推杆轴向移动，当储液缸中的液压油压力超过溢流阀阈值时，液压油流经第一胶囊注液管至膨胀胶囊密封空间，膨胀胶囊体积膨胀，挤压钻孔岩壁固定；

步骤三，第一膨胀固定器膨胀固定后，将铠装电缆与数显表相连，通过数显表显示位移传感器读数；

利用钻机向外拉动外部推送钻杆带动第一膨胀固定器向孔口方向微量移动，移动量s小于伸缩保护外套行程，带动位移传感器轴向移动s；反向旋转钻杆，实现反扣高压接头与外部推送钻杆脱离，撤出外部推送钻杆；

步骤四，将数显表归零，保护层回采的过程中，实时监测记录数显表的位移量读数，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。

本发明同时提供了一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置的测定方法，利用上述的推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，按照如下步骤进行：

步骤A，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工预定尺寸钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤B，利用外部推送钻杆与第一储液缸推杆连接，将推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置推送至钻孔孔底，轴向推动外部推送钻杆，实现第二膨胀固定器推至钻孔顶部，继续推动外部推送钻杆带动第二储液缸推杆、第一储液缸推杆轴向移动，当第二储液缸、第一储液缸中的液压油压力超过第二高压溢流阀阈值与第一高压溢流阀阈值时，第二储液缸、第一储液缸中的液压油分别流经第二胶囊注液管、第一胶囊注液管至第二液压膨胀胶囊密封空间、第一液压膨胀胶囊密封空间，第二液压膨胀胶囊、第一液压膨胀胶囊体积膨胀，挤压钻孔岩壁固定；

步骤C，第二膨胀固定器和第一膨胀固定器固定后，将铠装电缆与数显表相连，通过数显表显示位移传感器伸缩量读数；

利用钻机向外拉动外部推送钻杆带动第一膨胀固定器向孔口方向微量移动，移动量s小于伸缩保护外套行程，带动伸缩保护外套与位移传感器轴向移动s，反向旋转外部推送钻杆，实现反扣高压接头与外部推送钻杆脱离，撤出钻杆；

步骤D，将数显表归零，保护层回采的过程中，实时监测记录数显表读数，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：与现有技术相比，本发明采用液压方式代替传统钢楔等固定方式，具有安装稳固，便于安装，抗干扰性强等特点；同时将位移传感器布置于测量装置内部替代长距离钢丝绳相对位移孔口测量，实现了对膨胀变形量的直接高精度实时测量，且仅需一组位移传感器***，同时推送钻杆可回收，成本低，***简单，可靠性高。

附图说明

图1是本发明实施例一的自动测量装置结构示意图；

图2是本发明实施例二的自动测量装置结构示意图；

图中：1-伸缩保护外套；2-第一膨胀固定器；201-第一储液缸；202-第一储液缸推杆；203-第一液压膨胀胶囊；204-第一胶囊注液管；205-第一固定器中部管；2051-中部管斜孔；206-第一高压溢流阀；207-反扣高压接头；3-第一连接钻杆；4-位移传感器；5-压力弹簧；6-铠装电缆；7-数显表；8-第二膨胀固定器；801-第二储液缸；802-第二储液缸推杆；803-第二液压膨胀胶囊；804-第二胶囊注液管；805-第二固定器中部管；806-第二高压溢流阀；9-第二连接钻杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参照图1，一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，该装置包括伸缩保护外套1、第一膨胀固定器2、第一连接钻杆3、位移传感器4、压力弹簧5、铠装电缆6和数显表7，位移传感器4的一端与伸缩保护外套1内部端面相铰接，位移传感器4的另一端与第一连接钻杆3相连接，位移传感器4可在伸缩保护外套1中沿轴向移动，伸缩保护外套1中设有压力弹簧5，压力弹簧5的一端与伸缩保护外套1相连接，另一端与位移传感器4外壁相连接，第一连接钻杆3另外与第一膨胀固定器2相连接，位移传感器4末端通过铠装电缆6与外部数显表7相连接。

所述第一膨胀固定器2包括第一储液缸201、第一储液缸推杆202、第一液压膨胀胶囊203、第一胶囊注液管204、第一固定器中部管205、第一高压溢流阀206和反扣高压接头207，所述第一液压膨胀胶囊203扣押密封在第一固定器中部管205外部，第一胶囊注液管204的出口端伸入至第一液压膨胀胶囊203与第一固定器中部管205之间的密封空间，第一胶囊注液管204的入口端与所述第一高压溢流阀206相连接，第一高压溢流阀206与第一储液缸201相通，在第一储液缸201内设有液压油以及可沿第一储液缸201轴向移动的第一储液缸推杆202，第一储液缸推杆202的末端设有反扣高压接头207，用于与外部推送钻杆通过反向螺纹相连接，所述第一固定器中部管205上设有中部管斜孔2051，铠装电缆6与位移传感器4连接后依次穿过第一连接钻杆3及第一固定器中部管205内部，最终通过中部管斜孔2051穿出与外部数显表7相连接。

所述第一储液缸201与第一储液缸推杆202以及第一高压溢流阀206之间均为高压密封，所述第一液压膨胀胶囊203膨胀后最大外径大于钻孔内径。

所述第一连接钻杆3的数量为至少一个，当第一连接钻杆3的数量为两个以上时，头端的第一连接钻杆3与位移传感器4相连接，最末端的第一连接钻杆3与第一膨胀固定器2(第一连接钻杆3与第一膨胀固定器2中的第一固定器中部管63之间正向螺纹连接)相连接，两两第一连接钻杆3之间通过正向螺纹连接。

所述位移传感器4为伸缩式位移传感器、激光位移传感器、光纤位移传感器或光栅位移传感器。

所述伸缩保护外套1相对于位移传感器4的轴向移动行程小于位移传感器4量程。

所述位移传感器4、铠装电缆6和数显表7均为本安型。

本发明同时提供了实施例一的一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置的测定方法，利用上述的推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，按照如下步骤进行：

步骤一，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工预定尺寸钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤二，利用外部推送钻杆与第一储液缸推杆202连接，利用外部推送钻杆将推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置推送至钻孔孔底，轴向推动外部推送钻杆，将伸缩保护外套1推至钻孔孔底，继续推动钻杆带动第一储液缸推杆202轴向移动，当第一储液缸201中的液压油压力超过第一高压溢流阀206阈值时，液压油流经第一胶囊注液管204至膨胀胶囊密封空间，第一液压膨胀胶囊203体积膨胀，挤压钻孔岩壁固定；

步骤三，第一膨胀固定器2膨胀固定后，将铠装电缆6与数显表7相连，通过数显表7显示位移传感器4读数；

利用钻机向外拉动外部推送钻杆带动第一膨胀固定器2向下微量移动，移动量s小于伸缩保护外套行程，带动位移传感器4轴向移动s；反向旋转钻杆，实现反扣高压接头207与外部推送钻杆脱离，撤出外部推送钻杆；

第一膨胀固定器2微量移动的目的是：前期由于钻机推送，伸缩保护外套1处于压死状态，第一膨胀固定器2微量移动s，带动伸缩保护外套1产生一定行程s，工作面来压可能会产生一定的压缩量，防止压死。

步骤四，将数显表7归零，保护层回采的过程中，实时监测记录数显表7的位移量读数，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。

实施例二

参照图2，本发明同时提供了另外一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，与实施例一的不同之处在于，所述推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置还包括第二膨胀固定器8和第二连接钻杆9，所述第二膨胀固定器8包括第二储液缸801、第二储液缸推杆802、第二液压膨胀胶囊803、第二胶囊注液管804、第二固定器中部管805、第二高压溢流阀806；第二液压膨胀胶囊803扣押密封在第二固定器中部管805外部，第二胶囊注液管804的出口端伸入至第二液压膨胀胶囊803与第二固定器中部管805之间的密封空间，第二胶囊注液管804的入口端与所述第二高压溢流阀806相连接，第二高压溢流阀806与第二储液缸801相通，在第二储液缸801内设有液压油以及可沿第二储液缸801轴向移动的第二储液缸推杆802，第二储液缸推杆802末端与第二连接钻杆9相连接，所述第二膨胀固定器8通过第二连接钻杆9与伸缩保护外套1头端相连接。

进一步地，所述第二储液缸801与第二储液缸推杆802以及第二高压溢流阀806之间均为高压密封，所述第二液压膨胀胶囊803膨胀后最大外径大于钻孔内径。

实施例二采用两个膨胀固定器，使测量装置固定更加稳定，抗干扰能力更强。

本发明同时提供了实施例二的一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置的测定方法，利用上述的推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，按照如下步骤进行：

步骤A，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工预定尺寸钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤B，利用外部推送钻杆与第一储液缸推杆202连接，将推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置推送至钻孔孔底，轴向推动外部推送钻杆，实现第二膨胀固定器8推至钻孔顶部，继续推动外部推送钻杆带动第二储液缸推杆802、第一储液缸推杆202轴向移动，当第二储液缸801、第一储液缸201中的液压油压力超过第二高压溢流阀806阈值与第一高压溢流阀206阈值时，第二储液缸801、第一储液缸201中的液压油分别流经第二胶囊注液管804、第一胶囊注液管204至第二液压膨胀胶囊803密封空间、第一液压膨胀胶囊203密封空间，第二液压膨胀胶囊803、第一液压膨胀胶囊203体积膨胀，挤压钻孔岩壁固定；

步骤C，第二膨胀固定器8和第一膨胀固定器1固定后，将铠装电缆6与数显表7相连，通过数显表7显示位移传感器4伸缩量读数；

利用钻机向外拉动外部推送钻杆带动第一膨胀固定器2向孔口方向微量移动，移动量s小于伸缩保护外套1行程，带动伸缩保护外套1与位移传感器4轴向移动s，反向旋转外部推送钻杆，实现反扣高压接头207与外部推送钻杆脱离，撤出钻杆；

第一膨胀固定器2微量移动的目的是：前期由于钻机推送，伸缩保护外套1处于压死状态，第一膨胀固定器2微量移动s，带动伸缩保护外套1产生一定行程s，工作面来压可能会产生一定的压缩量，防止压死。

步骤D，将数显表7归零，保护层回采的过程中，实时监测记录数显表7读数，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。

本发明的第一胶囊注液管204的出口端为弯曲结构，并分别自第一固定器中部管205设置的通孔内穿入第一液压膨胀胶囊203与第一固定器中部管205之间的密封空间；第二胶囊注液管804的出口端为弯曲结构，并分别自第二固定器中部管805设置的通孔内穿入第二液压膨胀胶囊803与第二固定器中部管805之间的密封空间。

所述第二高压溢流阀806阈值小于第一高压溢流阀206阈值，使第一液压膨胀胶囊203先膨胀。

本发明提出的被保护层膨胀变形量测量装置，考虑到钻孔固定稳定性，设计了压缩膨胀固定器，考虑到被保护层变形膨胀量较小，通过位移传感器与压力弹簧可灵敏的捕捉到保护层开采过程中被保护层膨胀变形的所有变化，使得监测数据及时、准确，精度更高。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，该装置包括伸缩保护外套、第一膨胀固定器、第一连接钻杆、位移传感器、压力弹簧、铠装电缆和数显表，位移传感器的一端与伸缩保护外套内部端面相铰接，位移传感器的另一端与第一连接钻杆相连接，位移传感器可在伸缩保护外套中沿轴向移动，伸缩保护外套中设有压力弹簧，压力弹簧的一端与伸缩保护外套相连接，另一端与位移传感器外壁相连接，第一连接钻杆另外与第一膨胀固定器相连接，位移传感器末端通过铠装电缆与外部数显表相连接；

所述第一膨胀固定器包括第一储液缸、第一储液缸推杆、第一液压膨胀胶囊、第一胶囊注液管、第一固定器中部管、第一高压溢流阀和反扣高压接头，所述第一液压膨胀胶囊扣押密封在第一固定器中部管外部，第一胶囊注液管的出口端伸入至第一液压膨胀胶囊与第一固定器中部管之间的密封空间，第一胶囊注液管的入口端与所述第一高压溢流阀相连接，第一高压溢流阀与第一储液缸相通，在第一储液缸内设有液压油以及可沿第一储液缸轴向移动的第一储液缸推杆，第一储液缸推杆的末端设有反扣高压接头，用于与外部推送钻杆通过反向螺纹相连接，所述第一固定器中部管上设有中部管斜孔，铠装电缆与位移传感器连接后依次穿过第一连接钻杆及第一固定器中部管内部，最终通过中部管斜孔穿出与外部数显表相连接；

所述第一储液缸与第一储液缸推杆以及第一高压溢流阀之间均为高压密封，所述第一液压膨胀胶囊膨胀后最大外径大于钻孔内径。

2.如权利要求1所述的一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，所述第一连接钻杆的数量为至少一个，当第一连接钻杆的数量为两个以上时，头端的第一连接钻杆与位移传感器相连接，最末端的第一连接钻杆与第一膨胀固定器相连接，两个第一连接钻杆之间通过正向螺纹连接。

3.如权利要求1所述的一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，所述位移传感器为伸缩式位移传感器、激光位移传感器、光纤位移传感器或光栅位移传感器。

4.如权利要求1所述的一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，所述位移传感器、铠装电缆和数显表均为本安型。

5.一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置的测定方法，利用如权利要求1-4任意一项所述的推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，按照如下步骤进行：

步骤一，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工预定尺寸钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤二，利用外部推送钻杆与第一储液缸推杆连接，利用外部推送钻杆将推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置推送至钻孔顶部，轴向推动外部推送钻杆，将伸缩保护外套推至钻孔孔底，继续推动钻杆带动第一储液缸推杆轴向移动，当储液缸中的液压油压力超过溢流阀阈值时，液压油流经第一胶囊注液管至膨胀胶囊密封空间，膨胀胶囊体积膨胀，挤压钻孔岩壁固定；

步骤三，第一膨胀固定器膨胀固定后，将铠装电缆与数显表相连，通过数显表显示位移传感器读数；

利用钻机向外拉动外部推送钻杆带动第一膨胀固定器向孔口方向微量移动，移动量s小于伸缩保护外套行程，带动位移传感器轴向移动s；反向旋转钻杆，实现反扣高压接头与外部推送钻杆脱离，撤出外部推送钻杆；

步骤四，将数显表归零，保护层回采的过程中，实时监测记录数显表的位移量读数，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。

6.如权利要求1所述的一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，所述推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置还包括第二膨胀固定器和第二连接钻杆，所述第二膨胀固定器包括第二储液缸、第二储液缸推杆、第二液压膨胀胶囊、第二胶囊注液管、第二固定器中部管、第二高压溢流阀；第二液压膨胀胶囊扣押密封在第二固定器中部管外部，第二胶囊注液管的出口端伸入至第二液压膨胀胶囊与第二固定器中部管之间的密封空间，第二胶囊注液管的入口端与所述第二高压溢流阀相连接，第二高压溢流阀与第二储液缸相通，在第二储液缸内设有液压油以及可沿第二储液缸轴向移动的第二储液缸推杆，第二储液缸推杆末端与第二连接钻杆相连接，所述第二膨胀固定器通过第二连接钻杆与伸缩保护外套头端相连接。

7.如权利要求6所述的一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，其特征在于，所述第二储液缸与第二储液缸推杆以及第二高压溢流阀之间均为高压密封，所述第二液压膨胀胶囊膨胀后最大外径大于钻孔内径。

8.一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置的测定方法，利用如权利要求6或7所述的推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置，按照如下步骤进行：

步骤A，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工预定尺寸钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤B，利用外部推送钻杆与第一储液缸推杆连接，将推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置推送至钻孔孔底，轴向推动外部推送钻杆，实现第二膨胀固定器推至钻孔顶部，继续推动外部推送钻杆带动第二储液缸推杆、第一储液缸推杆轴向移动，当第二储液缸、第一储液缸中的液压油压力超过第二高压溢流阀阈值与第一高压溢流阀阈值时，第二储液缸、第一储液缸中的液压油分别流经第二胶囊注液管、第一胶囊注液管至第二液压膨胀胶囊密封空间、第一液压膨胀胶囊密封空间，第二液压膨胀胶囊、第一液压膨胀胶囊体积膨胀，挤压钻孔岩壁固定；

步骤C，第二膨胀固定器和第一膨胀固定器固定后，将铠装电缆与数显表相连，通过数显表显示位移传感器伸缩量读数；

利用钻机向外拉动外部推送钻杆带动第一膨胀固定器向孔口方向微量移动，移动量s小于伸缩保护外套行程，带动伸缩保护外套与位移传感器轴向移动s，反向旋转外部推送钻杆，实现反扣高压接头与外部推送钻杆脱离，撤出钻杆；

步骤D，将数显表归零，保护层回采的过程中，实时监测记录数显表读数，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。