CN209924976U - 一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置，包括前推杆、后推杆、连接杆、电缸，电缸的伸缩端延伸到前推杆中与前推杆内固定设有的推板固定连接；前推杆和后推杆上分别固定连接有行走轮组；前推杆和后推杆上分别固定设有气囊，前推杆上设有气囊的后方和后推杆上设有气囊的前方分别设有水囊，水囊上设有漏水孔，前推杆和后推杆内分别设有超声换能器，该超声换能器位于气囊之间；后推杆的端部外设有进气管线和进水管线，进气管线为气囊进行充气，进水管为水囊进行充水；调整气囊之间的距离，保证在进入钻孔后进行气囊之间的距离调整，使检测的数据更加的精度更高，避免了没有充气的气囊与钻孔壁接触，提升了装置的使用寿命。

Description

一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置

技术领域

本实用新型涉及煤层开采设备领域，尤其涉及一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置。

背景技术

在煤层群开采过程中，各煤层的开采顺序一般都采用下行开采。但在某些地质及开采技术条件下，根据矿井的实际发展需要，许多矿井在煤层群开采过程中首先开采下部煤层，从而形成了上行开采的开采顺序。在上行开采过程中，上煤层工作面如果位于下煤层采动引起的裂隙带或弯曲下沉带范围内，上伏煤层巷道围岩稳定性差，同时，下煤层采后留设的煤柱也在上覆岩层中形成了一定范围的应力集中区，对上煤层开采也会带来不利影响。为判断下煤层开采对上行工作面位置及回采巷道稳定性控制的影响，分析上行开采的可行性，需要研究下煤层采后其覆岩的破坏规律。

目前对裂隙带发育高度、底板裂隙破坏深度探测主要手段为钻孔封堵注水，通过测量封堵部位水的漏失量来推测岩体裂隙发育情况。钻孔封堵测漏装置由于探测精度、智能化程度较低，对钻孔周围裂隙发育无法解译；且由于静水水压的存在而不适合于底板裂隙破坏深度探测。由于超声波探测时需要藕合液，而井下顶板钻孔由于为仰孔且底板钻孔有时为干孔(井下简易钻孔无水泥浆、水等其他藕合液)，失去了水作为藕合液的条件，使得目前技术的超声波无法施工测量；

为解决上述的问题，中国专利201410422850.0公开了一种井下岩体裂隙钻孔超声波探测装置和***，解决了在钻孔中进行超声波测量的问题，但是该装置在测量的过程中并不能够根据进入到钻孔中实际情况进行调节两个气囊之间的距离，只有根据前期的检测在孔外调节好气囊之间的距离后在将该装置放入到钻孔中进行测量，由于是预设长度，在检测的过程测量结果不是很准确，同时因在孔外调节，调节后的装置在钻孔中进行爬行时，由于尺度过长造成装置在钻孔中爬行不方便的问题，同时该装置在钻孔中移动时借助外力将装置推入到钻孔中，但是由于钻孔的环境相对复杂，在推动的过程中由于岩石的存在容易将气囊等部件刮伤，造成装置已损坏的情况。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种能够在钻孔中根据实际情况自动调节气囊之间的距离，方便装置能够进入到钻孔中，方便爬行的上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案，一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置，包括前推杆、后推杆、连接杆；所述后推杆的端部与连接杆的一端固定连接，所述连接杆的另一端***到前推杆中，所述连接杆靠近前推杆一端内固定设有电缸，所述的电缸的伸缩端延伸到前推杆中与前推杆内固定设有的推板固定连接；所述的前推杆和后推杆上分别固定连接有行走轮组；

所述的前推杆和后推杆上分别固定设有气囊，所述前推杆上设有气囊的后方和后推杆上设有气囊的前方分别设有水囊，所述水囊上设有漏水孔，所述前推杆和后推杆内分别设有超声换能器，该超声换能器位于气囊之间；

所述的后推杆的端部外设有进气管线和进水管线，所述的进气管线的端部穿入到后推杆和前推杆中并与气囊连另一端为进气口为气囊进行充气，所述的进水管的端部穿入到后推杆和前推杆中与水囊连通，另一端为进水口为水囊进行充水。

所述的进气管线为两条，其中的一条进气管线与前推杆上的气囊连通，另一条进气管线与后推杆上的气囊连通。

所述的漏水孔内镶嵌后单向阀，所述单向阀包括外壁与漏水孔固定连接且顶部封闭的阀体，所述的阀体的侧壁上设有出水孔，所述的阀体内设有用于对出水孔进行封堵的阀芯，所述的阀芯与阀体的顶部通过压缩弹簧固定连接。

所述水囊为是由环形囊体形成，该环形囊体的水囊的内环与后推杆/前推杆固定连接，所述进水管的端部依次穿过后推杆/前推杆的外壁和水囊的内壁与水囊连通。

所述的行走轮组包括左行走轮和右行走轮，所述的左行走轮和右行走轮通过连接轴连接，且该连接轴的两端与左行走轮和右行走轮的中心位置通过轴承连接，所述的连接轴的中部设有由左瓦片和右瓦片及连接该左瓦片和右瓦片的螺栓形成的卡箍，所述连接轴与前推杆/后推杆通过卡箍连接，且所述前推杆/后推杆与连接轴垂直。

所述前推杆的前端设有用于检测该装置是否到达指定位置的位移传感器。

所述进气管线的进气口连接有气泵，所述的气泵与后推杆之间的进气管线上设有压力表和调压阀。

所述进水管的进水口连接有水泵，所述水泵与后推杆之间的进水管上设有流量计和调节阀。

所述的气囊上设有用于检测气囊与钻孔的孔壁是否紧紧贴合和的压力传感器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设计的电缸的伸缩能够将前推杆和后推杆之间的距离进行调整，进而调整气囊之间的距离，保证在进入钻孔后进行气囊之间的距离调整，保证了在进行通过超神波检测时检测的数据更加的准确，精度更高，同时设有的行走轮能够方便装置在钻孔中进行推进行走，并且在行走的过程中，有效的避免了没有充气的气囊与钻孔壁接触，造成岩石对气囊刮伤的情况，有效的保护了整个装置，提升了装置的使用寿命，为钻孔检测提供了极大的方便。

附图说明

图1是本实用新型中的结构示意图；

图2是本实用新型中水囊的截面结构示意图；

图3是本实用新型中单向阀的结构示意图；

图4是本实用新型中行走轮组的结构示意。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例

如图1所示的一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置，包括前推杆1、后推杆2、连接杆3；所述后推杆2的端部与连接杆3的一端固定连接，所述连接杆3的另一端***到前推杆1中，所述连接杆3靠近前推杆1一端内固定设有电缸7，所述的电缸7的伸缩端延伸到前推杆1中与前推杆1内固定设有的推板8固定连接；所述的前推杆1和后推杆2上分别固定连接有行走轮组9；所述的连接杆3穿入到前推杆1内能够保证连接杆3相对前推杆1进行伸缩，同时前推杆、后推杆和连接杆都是管状结构，所述的前推杆与连接杆之间的伸缩通过电缸7进行推动，当电缸7的伸缩端进行伸长时，前推杆相对后推杆向前运动，整个装置边长，当电缸7的伸缩端缩回时，前推杆相对后推杆向后运动整个装置变短，在前推杆和后推杆上分别设有行走轮组能够保证整个装置能够在钻孔中进行滚动行走，更加方便整个装置进入到钻孔中，在本实施例中所述电缸通过电缆与外端的电缸控制器进行电连接，该电缸控制器来控制电缸的伸缩情况；

所述的前推杆1和后推杆2上分别固定设有气囊4，所述前推杆1上设有气囊4的后方和后推杆2上设有气囊4的前方分别设有水囊5，所述水囊5上设有漏水孔20，所述前推杆1和后推杆2内分别设有超声换能器6，该超声换能器6位于气囊4之间；

所述的后推杆2的端部外设有进气管线13和进水管线14，所述的进气管线13的端部穿入到后推杆2和前推杆1中并与气囊4连另一端为进气口为气囊4进行充气，所述的进水管14的端部穿入到后推杆2和前推杆1中与水囊5连通，另一端为进水口为水囊5进行充水。

所述气囊采用由高性能橡胶皮套组成，最大耐压2MP，同时该气囊在充气的情况下，截面的高度低于行车轮组，能够保证装置在行走的过程中，使所述的气囊位于空中，不会与钻孔中的岩石接触，避免岩石将气囊刮伤的情况出现，特别地，本发明中的装置还包括传输连接电缆。优选地，超声换能器可以根据探测要求可以为单晶、或双晶探头等。

在使用的，将该装置放入到钻孔中，此时电缸处于缩短的状态，整个装置的长度较短，方便在钻孔中进行运动，因行走轮组的存在，该装置能够快速的在钻孔中进行行走，当整个装置达到指定位置后，根据该装置设有的摄像装置(附图中没有进行画出，也可以根据前期的探测结构进行调整)判断具体的需要进行检测的钻孔的长度，然后通过电缸的伸缩长度来调整两个气囊之间的距离，当调整完成后，通过进气管线的外部输气接口前推杆和后推杆上的气囊3进行充气，从而使这两个气囊紧贴孔壁，以便将这两个气囊之间的部分形成一个密封的孔段。然后，利用外部输水接口向水囊中进行充水，冲入到水囊中的水通过漏水孔向这个密封的孔段内注水。这样，就可以利用由外部输水接口注入的水作为介质，作为超声波耦合液，利用安装在这两个气囊之间的超声换能器对裂隙进行检测。同时，利用该密封孔段内的水的漏失量，也可以进行裂隙检测。

具体的为了能够保证整个装置在钻孔中的定位更加的准确，所述的进气管线13为两条，其中的一条进气管线13与前推杆1上的气囊4连通，另一条进气管线13与后推杆2上的气囊4连通，具体的在使用时，当整个装置进入到钻孔中，在所述的前推杆的端部设有位移传感器，检测装置一定的情况，当该位移传感器检测到前推杆运动到指定的位置后，此时通过前推杆的气囊连通的进气管线13为前推杆的气囊进行充气，当充气完成后，该前推杆上的气囊与空气完全贴合，将整个前推杆与钻孔进行连接起来，此时启动电缸，所述的电缸进行伸长，因前推杆固定，所述的后推杆相对前推杆向后移动，当移动到两个气囊之间的距离符合测量的位置时，后推杆气囊连通的进气管线为该气囊进行充气，当该气囊完全与钻孔贴合时，形成需要的密封空间，在使用时定位更加的准确，并且进入到钻孔时，该装置比较短，更加方便行走，为整个检测带来了极大的方便。

进一步的，为了保证在装置在钻孔中运行时，不会因钻孔中的灰尘将所述的漏水孔堵住，导致漏水孔漏水的效果不好，在所述的如图2漏水孔20内镶嵌后单向阀19，如图3所述单向阀19包括外壁与漏水孔20固定连接且顶部封闭的阀体1901，所述的阀体1901的侧壁上设有出水孔1902，所述的阀体1901内设有用于对出水孔1902进行封堵的阀芯1903，所述的阀芯1903与阀体1901的顶部通过压缩弹簧1904固定连接。具体在使用时，所述的阀体内进入水，将所述阀芯向上推动，当阀芯的下端上行到出水孔的位置时，进入到阀体中的水通过出水孔漏出，当停止充水时，由于在充水过程中，上行的阀芯压缩了压缩弹簧，此时压缩弹簧需要恢复，推动阀芯下行，将出水孔进行封堵，避免了灰尘对出水孔进行封堵的情况。

进一步的，为了保证水能够顺利的进入到钻孔中，如图2所述水囊5为是由环形囊体形成，该环形囊体的水囊的内环与后推杆2/前推杆1固定连接，所述进水管14的端部依次穿过后推杆2/前推杆1的外壁和水囊5的内壁与水囊5连通。采用水囊进行初次存水，能够水在进入到钻孔中更加的稳定输出，不会出现因压力变化导致出水不均匀的情况。

进一步的，为了保证行走轮组与前推杆/后推杆安装方便，如图4所述的行走轮组9包括左行走轮901和右行走轮902，所述的左行走轮901和右行走轮902通过连接轴903连接，且该连接轴903的两端与左行走轮901和右行走轮902的中心位置通过轴承904连接，所述的连接轴903的中部设有由左瓦片905和右瓦片906及连接该左瓦片905和右瓦片906的螺栓907形成的卡箍，所述连接轴903与前推杆1/后推杆2通过卡箍连接，且所述前推杆1/后推杆2与连接轴903垂直。

进一步的，为了保证在进入到气囊中的空气更加的稳定，并且使进入到气囊中的空气气压能够进行调节，在所述进气管线13的进气口连接有气泵11，所述的气泵11与后推杆2之间的进气管线13上设有压力表15和调压阀16。

进一步的，为了保证水能够进入到水囊中，并且使进入到水囊中的水能够进行统计，所述进水管14的进水口连接有水泵12，所述水泵12与后推杆2之间的进水管14上设有流量计17和调节阀18。

所述的气囊4上设有用于检测气囊4与钻孔的孔壁是否紧紧贴合和的压力传感器。该压力传感器用于检测气囊与孔壁的贴合状态，在图中为标出。

该装置在在现场使用时将进气管线与气泵进行连通，进水管与水泵进行连通，同时该进水管和进气管线同该装置需要的电缆线可以通过皮管进行包裹起来，整体性更好，不会在使用的过程中发生缠绕的情况。

以上实施例仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置，其特征在于，包括前推杆(1)、后推杆(2)、连接杆(3)；所述后推杆(2)的端部与连接杆(3)的一端固定连接，所述连接杆(3)的另一端***到前推杆(1)中，所述连接杆(3)靠近前推杆(1)一端内固定设有电缸(7)，所述的电缸(7)的伸缩端延伸到前推杆(1)中与前推杆(1)内固定设有的推板(8)固定连接；所述的前推杆(1)和后推杆(2)上分别固定连接有行走轮组(9)；

所述的前推杆(1)和后推杆(2)上分别固定设有气囊(4)，所述前推杆(1)上设有气囊(4)的后方和后推杆(2)上设有气囊(4)的前方分别设有水囊(5)，所述水囊(5)上设有漏水孔(20)，所述前推杆(1)和后推杆(2)内分别设有超声换能器(6)，该超声换能器(6)位于气囊(4)之间；

所述的后推杆(2)的端部外设有进气管线(13)和进水管(14)，所述的进气管线(13)的端部穿入到后推杆(2)和前推杆(1)中并与气囊(4)连另一端为进气口为气囊(4)进行充气，所述的进水管(14)的端部穿入到后推杆(2)和前推杆(1)中与水囊(5)连通，另一端为进水口为水囊(5)进行充水。

2.根据权利要求1所述一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置，其特征在于，所述的进气管线(13)为两条，其中的一条进气管线(13)与前推杆(1)上的气囊(4)连通，另一条进气管线(13)与后推杆(2)上的气囊(4)连通。

3.根据权利要求1所述一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置，其特征在于，所述的漏水孔(20)内镶嵌后单向阀(19)，所述单向阀(19)包括外壁与漏水孔(20)固定连接且顶部封闭的阀体(1901)，所述的阀体(1901)的侧壁上设有出水孔(1902)，所述的阀体(1901)内设有用于对出水孔(1902)进行封堵的阀芯(1903)，所述的阀芯(1903)与阀体(1901)的顶部通过压缩弹簧(1904)固定连接。

4.根据权利要求1或2所述一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置，其特征在于，所述水囊(5)为是由环形囊体形成，该环形囊体的水囊的内环与后推杆(2)/前推杆(1)固定连接，所述进水管(14)的端部依次穿过后推杆(2)/前推杆(1)的外壁和水囊(5)的内壁与水囊(5)连通。

5.根据权利要求1所述一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置，其特征在于，所述的行走轮组(9)包括左行走轮(901)和右行走轮(902)，所述的左行走轮(901)和右行走轮(902)通过连接轴(903)连接，且该连接轴(903)的两端与左行走轮(901)和右行走轮(902)的中心位置通过轴承(904)连接，所述的连接轴(903)的中部设有由左瓦片(905)和右瓦片(906)及连接该左瓦片(905)和右瓦片(906)的螺栓(907)形成的卡箍，所述连接轴(903)与前推杆(1)/后推杆(2)通过卡箍连接，且所述前推杆(1)/后推杆(2)与连接轴(903)垂直。

6.根据权利要求3所述一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置，其特征在于，所述前推杆(1)的前端设有用于检测该装置是否到达指定位置的位移传感器(10)。

7.根据权利要求1或2所述一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置，其特征在于，所述进气管线(13)的进气口连接有气泵(11)，所述的气泵(11)与后推杆(2)之间的进气管线(13)上设有压力表(15)和调压阀(16)。

8.根据权利要求1或6所述一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置，其特征在于，所述进水管(14)的进水口连接有水泵(12)，所述水泵(12)与后推杆(2)之间的进水管(14)上设有流量计(17)和调节阀(18)。

9.根据权利要求1所述一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测装置，其特征在于，所述的气囊(4)上设有用于检测气囊(4)与钻孔的孔壁是否紧紧贴合和的压力传感器。

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