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煤層開采后，在頂?shù)装鍘r層中形成破壞帶，當?shù)装鍘r層下有承壓含水層時，易形成突水通道，發(fā)生礦山災害。傳統(tǒng)實測裝置為專利產(chǎn)品“雙端封堵測漏裝置”，其存在缺陷如下：① 易發(fā)生鉆桿繞線問題，鉆孔內(nèi)同時存在2根管道；② 鉆桿移動頻繁，工作量大，推進一次觀測長度約1m；③封堵系統(tǒng)、測漏系統(tǒng)獨立，操作人員較多；④測漏壓力(0.1MPa)難于控制，封堵壓力(2.5MPa)。
針對上述缺陷，設計了礦山頂?shù)装宀蓜悠茐膸Х侄斡^測技術及裝備，主要包括封堵測漏一體化系統(tǒng)、壓力轉換系統(tǒng)、導向系統(tǒng)和供給推進系統(tǒng)。對上述系統(tǒng)中各子系統(tǒng)進行設計具有以下現(xiàn)實意義：
首先，實現(xiàn)觀測系統(tǒng)的一次封堵多段測量，提高測量效率；
其次，實現(xiàn)了封堵測漏一體化，減少了鉆孔內(nèi)同時工作的管道數(shù)量，解決了推進過程中鉆孔內(nèi)多管道相互纏繞問題；
最后，實現(xiàn)了一體化過程中封堵高壓水源向觀測低壓水源的壓力轉換，保證觀測過程中封堵水源與觀測水源在各自壓力下工作問題，避免了觀測水源壓力過高對鉆孔裂隙的破壞作用，為礦山頂?shù)装鍘r體破壞范圍測量過程的高效性、穩(wěn)定性和精確性奠定基礎

一、技術分析說明
礦山頂?shù)装宀蓜悠茐膸Х侄斡^測技術及裝備中的系列專利之一礦山頂?shù)装宀蓜悠茐膸Х侄斡^測系統(tǒng)為重點，進行詳細介紹。
1. 主要研究內(nèi)容
本系統(tǒng)主要依托礦山底板巖體破壞帶深度現(xiàn)場實測技術，針對“雙端封堵測漏裝置”的缺陷，對舊有系統(tǒng)進行重新設計，并將新設計的系統(tǒng)，即礦山圍巖采動裂隙新型探測系統(tǒng)，細分為封堵測漏一體化系統(tǒng)、壓力轉換系統(tǒng)、導向系統(tǒng)和供給推進系統(tǒng)。
針對上述四大子系統(tǒng)，按照由功能到結構的逆序思維，對四大子系統(tǒng)進行結構設計。與“雙端封堵測漏裝置”相比，專利研究內(nèi)容、技術：
①如何實現(xiàn)封堵測漏一體化問題，即將封堵系統(tǒng)與測漏系統(tǒng)裝系統(tǒng)合二為一，設計成為封堵測漏一體化系統(tǒng)，減少操作系統(tǒng)；
②如何解決鉆孔繞線問題，即原有“雙端封堵測漏裝置”使用雙操作系統(tǒng)，在鉆孔內(nèi)部有兩條管路，隨著測量深度的增加，管路纏繞問題出現(xiàn)，影響測量的穩(wěn)定性。新系統(tǒng)將設計解決此問題；
③如何解決水壓力轉化問題，即利用同一水源即可實現(xiàn)封堵和測漏雙重功能，同時，也能夠使水源由封堵高壓水源向測漏低壓水源轉換，實現(xiàn)不同壓力轉換；
④如何實現(xiàn)多段測量問題，即一次推進多段測量，實現(xiàn)鉆孔的高效測量。
本作品的目的在于提供一種礦山頂?shù)装宀蓜悠茐膸Х侄斡^測系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)可以同時實現(xiàn)一次封堵多段測量、封堵測漏一體化及封堵高壓水源向觀測低壓水源的壓力轉換。
其技術解決方案包括：
一種礦山頂?shù)装宀蓜悠茐膸Х侄斡^測系統(tǒng)，其包括封堵系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、供給推進系統(tǒng)和壓力轉換系統(tǒng)；
所述封堵系統(tǒng)包括第一封堵單元、第二封堵單元和第三封堵單元，其中，第一封堵單元位于圍巖鉆孔的最內(nèi)側，第三封堵單元位于最外側，第二封堵單元設置有多個，每個封堵單元均包括漏水管及連接在漏水管兩端的管狀接頭，相鄰的封堵單元之間設置有連通管，所述連通管的兩端分別連接在相鄰封堵單元的管狀接頭上，在兩個管狀接頭之間的漏水管外圍設置有封堵膠囊，所述封堵膠囊與漏水管之間形成一定的封堵空間；
所述壓力轉換系統(tǒng)包括水壓轉換器和卡槽管接頭，所述水壓轉換器通過卡槽管接頭連接在所述第一封堵單元和第二封堵單元尾部的管狀接頭上，所述水壓轉換器包括活塞和基體兩部分，所述活塞左端面面積大于右端面面積，所述活塞內(nèi)設置有相互連通的導水孔，位于右端的導水孔通過小孔與所述卡槽管接頭相連通，位于左端的導水孔開始時被基體內(nèi)壁密封，在活塞的右端設置有凸臺，所述凸臺用于對活塞中的彈簧進行限位，所述活塞用以控制左端導水孔與圍巖中的鉆孔保持連通或關閉；
所述導向系統(tǒng)包括導向錐，所述導向錐與所述第一封堵單元頭部的管狀接頭連接；
所述供給推進系統(tǒng)與所述連通管連通，用于向所述連通管內(nèi)注水，顯示并記錄各個參數(shù)。
作為本作品的一個優(yōu)選方案，所述管狀接頭上設置有垂直向上和垂直向下的凸起部，所述封堵膠囊纏繞在兩個凸起部之間的漏水管外圍。
作為本作品的另一個優(yōu)選方案，距凸起部一定距離的位于漏水管一側的管狀接頭上設置有凹槽，所述凹槽通過與固定件配合將所述封堵膠囊固定。
優(yōu)選的，每段漏水管上均布設有兩個漏水孔。
優(yōu)選的，所述活塞左端面與右端面的面積之比為10～25:1。
優(yōu)選的，所述連通管與管狀接頭為螺紋連接。
優(yōu)選的，當活塞滿足Pi外Si外+kx≤Pi內(nèi)Si內(nèi)時，左端導水孔與圍巖中的鉆孔連通，其中，Pi外為0.1MPa，Pi內(nèi)為2.5MPa，Si外為左端活塞面面積，Si內(nèi)為右端活塞面面積，k為彈簧中彈性系數(shù)，x為壓縮量，i為探測單元的個數(shù)。
優(yōu)選的，所述供給推進系統(tǒng)包括注水操作臺、回水壓力表、電子記錄器、鉆機和鉆桿，所述注水操作臺向所述連通管內(nèi)提供高壓水源，所述電子記錄器安裝在注水操作臺上，所述回水壓力表用于對回水管中的回水壓力進行校正檢測。
優(yōu)選的，所述第二封堵單元設置有兩個。
本作品所帶來的有益技術效果：
本作品提出了礦山頂?shù)装宀蓜悠茐膸Х侄斡^測系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術相比，該系統(tǒng)實現(xiàn)了觀測系統(tǒng)的封堵測漏一體化，減少了鉆孔內(nèi)同時工作的管道數(shù)量，解決了推進過程中鉆孔內(nèi)多管道相互纏繞問題，提高了礦山頂?shù)装鍘r體破壞范圍測量過程的穩(wěn)定性。
該系統(tǒng)實現(xiàn)了一體化過程中封堵水源向觀測水源壓力轉換，解決了觀測過程中封堵水源與觀測水源在各自壓力下工作問題，避免了觀測水源壓力過高對鉆孔裂隙的破壞作用，提高了礦山頂?shù)装鍘r體破壞范圍測量過程的精確性。
該系統(tǒng)實現(xiàn)了觀測系統(tǒng)的一次封堵多段測量，增加了每次推進測量長度，提高了測量效率，為礦山頂?shù)装鍘r體破壞范圍測量過程的高效性、穩(wěn)定性和精確性奠定基礎。