[发明专利]适于松软破碎煤岩体自动示警多基点离层仪及其使用方法

权利要求书

1.适于松软破碎煤岩体自动示警多基点离层仪，其特征在于：包括设置在竖向钻孔内的防塌孔套筒，防塌孔套筒下端部设置有位于钻孔孔口处的径向伸缩定位件，径向伸缩定位件下端可拆卸连接有T型测试报警套管组件，防塌孔套筒内穿设有三根长度不等的高强让压钢丝绳，三根高强让压钢丝绳的上端分别连接有定位在钻孔内部的锚爪，三根高强让压钢丝绳的下端穿过径向伸缩定位件后分别连接在T型测试报警套管组件的左侧、右侧和下部；

径向伸缩定位件包括盖板、锥齿轮、齿轮盘和三个卡爪，盖板通过螺栓同轴线安装在防塌孔套筒下端面，防塌孔套筒内下部开设有三个导轨孔，三个导轨孔沿防塌孔套筒的圆周方向均匀布置，齿轮盘同轴线安装在防塌孔套筒内部并位于导轨孔下侧，三个卡爪分别对应滑动安装在三个导轨孔内，齿轮盘的上侧面和三个卡爪的底部同时螺纹连接，盖板上侧面和防塌孔套筒下端面之间沿径向方向开设有安装孔，锥齿轮的中心线与安装孔的中心线重合，锥齿轮位于齿轮盘下方，锥齿轮与齿轮盘啮合，锥齿轮外端伸入并转动连接在安装孔内，锥齿轮的外端面中心开设有内六方卡槽；盖板下侧面同轴线固定连接有外六棱传动件，外六棱传动件的中心开设有内螺纹孔，齿轮盘和盖板的中心均开设有与内螺纹孔上下对应贯通的通孔；

T型测试报警套管组件包括下套管、左套管和右套管，下套管、左套管和右套管内均设置有一个结构相同的离层量标尺报警器，下套管的上端部伸入并螺纹连接到外六棱传动件的内螺纹孔内，左套管右端垂直固定连接在下套管左侧上部，右套管左端垂直固定连接在下套管右侧上部；左套管、右套管和下套管内部连通，左套管、右套管和下套管的外圆沿轴线方向均设置有刻度，三根高强让压钢丝绳先依次穿过通孔、下套管上部后再分别穿入下套管、左套管和右套管内与其中的离层量标尺报警器连接；

下套管内的离层量标尺报警器包括弹簧、挡片、滑片和机械响铃及荧光条带示警装置，下套管内壁上部设置有定位环，弹簧同轴线设置在下套管内，挡片设置在下套管内下部，一根高强让压钢丝绳穿过弹簧与挡片连接，高强让压钢丝绳张紧牵拉挡片，挡片压缩弹簧，弹簧上端与定位环顶压配合，机械响铃及荧光条带示警装置安装在挡片下表面并位于下套管外部，下套管上沿轴向方向开设有滑孔，滑片呈弧形结构滑动连接在下套管外部，滑片通过滑孔与滑片连接；

锚爪上部呈上细下粗的圆台形，锚爪下部呈圆柱形，锚爪在圆柱形外表面均匀布设有3个倒刺钢片。

2.根据权利要求1所述的适于松软破碎煤岩体自动示警多基点离层仪，其特征在于：三根高强让压钢丝绳为八股细钢丝拧在一起后形成的直径为1.0mm，三根高强让压钢丝绳的长度分别为10000mm、6000mm和2000mm。

3.根据权利要求2所述的适于松软破碎煤岩体自动示警多基点离层仪，其特征在于：防塌孔套筒上端同轴线固定连接有上细下粗的导向筒，防塌孔套筒的外圆沿轴向方向开设有螺旋槽。

4.根据权利要求3所述的适于松软破碎煤岩体自动示警多基点离层仪的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

（1）在外六棱传动件外部安装内六方连接件，内六方连接件的内部为上大下小的内六方台阶孔，内六方连接件上部较大的内六方孔与外六棱传动件装配，先使用一节六棱形钻杆穿过内六方连接件下部较小的内六方孔并依次穿过齿轮盘和盖板的通孔及防塌孔套筒，六棱形钻杆上端伸出防塌孔套筒上端口；

（2）六棱形钻杆下端安装到钻机上，启动钻机对松软破碎煤岩体向上钻孔，六棱形钻杆通过内六方连接件和外六棱传动件带动防塌孔套筒旋转，防塌孔套筒上端的导向筒的内径大于六棱形钻杆最大的回转直径，由于煤岩体松软，在导向筒的导向下，防塌孔套筒很容易就随着六棱形钻杆的旋转进入到钻孔内并将钻孔撑大，直到径向伸缩定位件进入到钻孔的孔口内且锥齿轮外端面的内六方卡槽位于钻孔的孔口外部时，关闭钻机，停止钻孔，抽出六棱形钻杆，取下内六方连接件；

（3）使用外六方扳手插入到锥齿轮外端面的内六方卡槽内，驱动锥齿轮旋转，锥齿轮旋转带动齿轮盘转动，与齿轮盘螺纹连接的三个卡爪通过个导轨孔沿径向方向向外移动，卡爪向外进一步顶压钻孔孔壁并卡接到孔壁内，从而将防塌孔套筒在钻孔内定位；

（4）接着使用圆柱形钻杆穿过外六棱传动件和防塌孔套筒继续向上钻孔，圆柱形钻杆一节接一节，直到钻孔打到10米深后停止钻机，抽出圆柱形钻杆；

（5）使用直杆插入到上锚爪底部凹槽，锚爪上连接有一根10000mm长的高强让压钢丝绳，直杆带着锚爪向上依次穿过外六棱传动件和防塌孔套筒后伸入到钻孔内，直到将锚爪顶到10米深度后抽出直杆，在锚爪外部倒刺钢片的作用下，锚爪牢牢地固定在钻孔内；

（6）按照步骤（5）的过程依次将连接有6000mm和2000mm的高强让压钢丝绳的两个锚爪顶入到钻孔内并固定；

（7）接着将三根高强让压钢丝绳分别穿入到左套管、右套管和下套管内，将下套管的上端部伸入并螺纹连接到外六棱传动件的内螺纹孔内，然后将三个弹簧分别放入到左套管、右套管和下套管内，将三根高强让压钢丝绳分别连接挡片，使三根刚强让压钢丝绳处于张紧状态并使弹簧处于压缩状态；

（8）将机械响铃及荧光条带示警装置安装到与左套管左端、右套管右端和下套管底部并与挡片连接；

（9）松软破碎煤岩体深部基点离层发生时，高强让压钢丝绳会被张拉，高强让压钢丝绳拉动挡片克服弹簧的弹力，左套管上的滑片沿左套管向右移动，右套管上的滑片沿右套管向左移动，下套管上的滑片沿下套管向上移动，当松软破碎煤岩体深部基点离层量达到临界值时，即滑片移动到一定位置后，触动机械响铃与荧光条带示警装置，从而自动响铃报警并同时释放荧光示警条带，可分别测出钻孔内中部基点，浅部基点和深部基点所产生的离层量。