[发明专利]一种风化基岩孔-裂隙垂向渗透性测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种风化基岩孔‑裂隙垂向渗透性测试装置及方法，所述风化基岩孔‑裂隙垂向渗透性测试装置包括：测试腔，测试腔内设置有内空橡胶高压封堵器，内空橡胶高压封堵器将测试腔分隔为高压注水段和漏失测量段；高压注水段的端部设置有探测端头；漏失测量段设置有第一联通阀；其中，液体管路的一端与高压注水段相连通，并设置有第二联通阀，液体管路上设置有注水压力表；测试腔内设置有气体管路；测试腔设置有膨胀橡胶轴。本发明的装置具有结构简单、工作可靠、性能稳定等特点，能够满足煤矿井下对风化基岩垂向渗透性的现场测试工作需要。

技术领域

本发明属于煤矿防治水技术领域，涉及风化基岩原位垂向渗透性的测试及鉴定领域，特别涉及一种风化基岩孔-裂隙垂向渗透性测试装置及方法。

背景技术

在煤矿防治水领域，对于浅埋深煤层上覆赋存的风化基岩是最为重要的含水层，由于其裂隙-孔隙极为发育造成其富水性较强，若煤层采动影响至该层位时，将发生垂向水力联系并渗入采动空间，其渗透量取决于两个因素，其一为风化基岩自身垂向渗透性，其二是采动波及的范围。因此，对风化基岩原位垂向渗透性的测试及鉴定对煤矿防治水具有重要的研究意义。具体地，浅埋深、薄基岩等地质条件下，煤层基岩裂隙含水层的富水性较弱，但是由于风化基岩与松散含水层常存在水力联系，导致风化基岩含水层的富水性较强，因此在矿井巷道掘进、煤层回采等采动影响下常发生顶板涌水问题。因此对矿井存在风化基岩水害的区域，影响其涌水量大小的因素有两个，其一为风化基岩含水层的富水性及其渗透性；其二是掘进巷道或回采工作面采动波及至风化基岩的范围。对于第一个因素，风化基岩的垂向渗透性是可以进行原位测试，且该参数是进行巷道掘进涌水量预计、排水设施布设等重要依据，因此对风化基岩含水层垂向渗透性的测试具有重要的实际意义。

目前，没有对风化基岩垂向渗透性测试的相关仪器设备和相关技术方法，亟需一种新的风化基岩孔-裂隙垂向渗透性测试装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风化基岩孔-裂隙垂向渗透性测试装置及方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的装置具有结构简单、工作可靠、性能稳定等特点，能够满足煤矿井下对风化基岩垂向渗透性的现场测试工作需要。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种风化基岩孔-裂隙垂向渗透性测试装置，包括：

测试腔，所述测试腔内设置有内空橡胶高压封堵器，所述内空橡胶高压封堵器将所述测试腔分隔为高压注水段和漏失测量段；所述高压注水段的端部设置有探测端头；所述漏失测量段设置有第一联通阀，用于连通水压测量表和水流测量表；其中，所述内空橡胶高压封堵器设置有液体管路，所述液体管路的一端与所述高压注水段相连通，并设置有第二联通阀，另一端用于与外部水源相连通，所述液体管路上设置有用于测试注水压力的压力表；所述测试腔设置有膨胀橡胶轴，膨胀橡胶轴设置有气体管路，所述气体管路的一端与膨胀橡胶轴相连通，另一端用于与气源相连通。

本发明的进一步改进在于，所述探测端头设置有出水口，用于向孔-裂隙注水；注水压力范围为2～4MPa。

本发明的进一步改进在于，所述内空橡胶高压封堵器的封堵压力范围为3～6MPa。

本发明的进一步改进在于，所述探测端头为锥形端头。

本发明的进一步改进在于，还包括：气源，所述气体管路与所述气源相连通。

本发明的进一步改进在于，所述气源压力范围为0.6～0.8Mpa。

本发明的进一步改进在于，还包括：水压测量表和水流测量表，所述漏失测量段设置的第一联通阀与水压测量表和水流测量表相连通。

本发明的一种风化基岩孔-裂隙垂向渗透性测试方法，包括以下步骤：

将测试腔与钻机的钻杆连接后推入风化基岩段；