[发明专利]矿井下岩层地应力快速测量装备及方法

摘要

本发明公开了一种矿井下岩层地应力快速测量装备及方法，其装备具体包括集成为一体的电控高压泵和手压泵、高压管路、封隔器、压力传感器、流量传感器、水力致裂测控仪等。选择一段围岩性质稳定的巷道施工一组钻孔，在钻孔中安装封隔器、高压管路、并与高压泵等设备连接进行水力致裂。在水力致裂过程中，利用测控仪监测并显示管路水压力及排量数据曲线。根据记录的压力数据及曲线，自动计算出地应力的大小。利用装有环形透明软管和刻度盘的彩色钻孔窥视仪观测钻孔孔壁的裂缝方位，进而确定地应力方向。整套系统方法简单，易于操作，且设备结构紧凑，便于携带，十分有利于对矿井下煤系岩层地应力的快速、可靠的测量，进而为矿井下安全开采提供保障。

主权项

1.一种矿井下岩层地应力快速测量装备，其特征在于，包括水力致裂测量地应力的装备；所述水力致裂测量地应力的装备具体包括钻孔(1)和封隔器、封孔管路(13)、致裂管路(14)、压力传感器(15)、流量传感器(16)、压力表(17)、封孔管路泄压阀(18)、致裂管路泄压阀(19)、第一电控高压泵输出通道(20)、第二电控高压泵输出通道(21)、手压泵输出通道(22)、截止阀(23)、水力致裂测控仪(24)、手压泵(25)、电控高压泵(26)、工具箱(27)、高压泵控制线路(28)、高压泵控制柜(29)；其中，上述各个零件结构之间的连接方式、位置关系以及结构布局如下：所述电控高压泵(26)具有两个独立的输出通道，即第一电控高压泵输出通道(20)与第二电控高压泵输出通道(21)，所述电控高压泵(26)还与所述高压泵控制柜(29)电连接；所述第一电控高压泵输出通道(20)连通封孔管路(13)，所述封孔管路(13)的前端设置有压力表(17)和封孔管路泄压阀(18)；所述压力表(17)用于观测封孔管路的压力，判断封隔器的起封压力，同时观测封孔管路(13)的压力变化；所述封孔管路泄压阀(18)用于在施工结束后卸除封孔管路中的压力，使封隔器解封；所述手压泵(25)的手压泵输出通道(22)通过三通与封孔管路(13)连通，当封孔管路出现异常，压力表(17)的压力出现下降时用于对封孔管路进行补压，防止施工过程中封隔器漏水，发生冲孔，确保施工的顺利进行；所述手压泵输出通道(22)设置有截止阀(23)；所述封孔管路(13)用于通过外高压管路连接到封隔器两端的膨胀胶囊，用于实施封孔；所述第二电控高压泵输出通道(21)的输出端连通致裂管路(14)；所述致裂管路(14)的前端上还设置有所述压力传感器(15)、流量传感器(16)及致裂管路泄压阀(19)；所述致裂管路(14)连接内高压管路，用于实施致裂岩层；所述压力传感器(15)以及流量传感器(16)分别与所述水力致裂测控仪(24)电连接；所述水力致裂测控仪(24)还通过所述高压泵控制线路(28)与所述高压泵控制柜(29)电连接；所述压力传感器(15)监测致裂过程中管路中的压力信息，并将所述压力信息发送给水力致裂测控仪(24)；所述流量传感器(16)监测致裂过程中的管路中的流量信息，并将所述流量信息发送给水力致裂测控仪(24)；所述水力致裂测控仪(24)用于接收所述压力传感器(15)的压力信息以及所述流量传感器(16)的流量信息，实时显示致裂过程中管路中的压力曲线及流量曲线，并记录存储致裂过程中管路中的压力信息和流量信息，然后通过SD卡将记录的数据传输给电脑，以便对监测数据进行二次处理；所述致裂管路泄压阀(19)用于在施工结束后卸除致裂管路中的压力，以便于施工人员安全拆除管路。