[发明专利]一种注液式被保护层膨胀变形量自动测量装置及使用方法

权利要求书

1.一种注液式被保护层膨胀变形量自动测量装置的使用方法，其特征在于：

该装置包括伸缩保护外套、压缩弹簧、位移传感器、连接杆、铠装电缆、膨胀固定器、直通单向阀、反扣高压接头、高压密封连接钻杆、注水接头、数显表；

所述位移传感器一端与伸缩保护外套内部端口铰接，位移传感器可沿伸缩保护外套轴向移动，另一端与连接杆一端相固定，在伸缩保护外套中设有压缩弹簧，压缩弹簧的一端与伸缩保护外套内部端口固定，另一端与位移传感器外壁相固定，所述连接杆的另一端与膨胀固定器的一端相固定，膨胀固定器的另一端通过直通单向阀、反扣高压接头与高压密封连接钻杆相连通，高压密封连接钻杆的末端与注水接头相连接，所述注水接头通过高压胶管与注水泵相连接；所述位移传感器另一端通过铠装电缆与外部数显表相连；

使用时，压缩伸缩保护外套内的压缩弹簧，使压缩弹簧处于被压缩状态，通过位移传感器与弹簧组件灵敏的捕捉保护层开采过程中被保护层膨胀变形的所有变化；

利用所述注液式被保护层膨胀变形量自动测量装置，按照如下步骤进行：

步骤一，选择煤岩层赋存稳定的巷道，利用钻机施工预定尺寸钻孔穿过被保护层，穿过煤层1m后停止施工；

步骤二，取下注液式被保护层膨胀变形量自动测量装置中的注水接头，通过高压密封连接钻杆将注液式被保护层膨胀变形量自动测量装置推送至钻孔孔底，然后将铠装电缆与外部数显表相连，通过数显表显示位移传感器读数，继续推送测量装置，压缩伸缩保护外套内的压缩弹簧，并通过实时读取数显表的位移量读数，控制推送压缩量；

步骤三，将高压密封连接钻杆通过注水接头以及高压胶管与注水泵相连后，开启注水泵通过高压密封连接钻杆向测量装置膨胀固定器注水，高压水流经直通单向阀、固定器注液管至膨胀胶囊与固定器中部管中部空间，膨胀胶囊发生膨胀变形，挤压钻孔岩壁，实现测量装置固定；

步骤四，停止注水泵注水，去除注水接头与高压胶管，利用钻机反向旋转高压密封连接钻杆，实现反扣高压接头与高压密封连接钻杆分离，撤出高压密封连接钻杆；

步骤五，将数显表归零，保护层回采的过程中，实时监测记录数显表的位移读数，根据钻孔角度即可换算得到被保护层膨胀变形量。

2.如权利要求1所述的一种注液式被保护层膨胀变形量自动测量装置的使用方法，其特征在于，所述膨胀固定器包括膨胀胶囊、固定器注液管和固定器中部管；所述膨胀胶囊两端分别扣押密封至固定器中部管外部，固定器注液管的出口端伸入至膨胀胶囊与固定器中部管之间的密封空间，固定器注液管的入口端与所述直通单向阀相连接，所述固定器中部管上设有斜孔，铠装电缆依次穿过连接杆和固定器中部管后自斜孔内穿出与外部数显表相连。

3.如权利要求1所述的一种注液式被保护层膨胀变形量自动测量装置的使用方法，其特征在于，所述连接杆与伸缩式位移传感器之间正向螺纹连接。

4.如权利要求1所述的一种注液式被保护层膨胀变形量自动测量装置的使用方法，其特征在于，所述反扣高压接头与高压密封连接钻杆反向螺纹相连接。

5.如权利要求1所述的一种注液式被保护层膨胀变形量自动测量装置的使用方法，其特征在于，所述连接杆的数量与高压密封连接钻杆的数量均为至少一个，所述连接杆或高压密封连接钻杆数量为两个或两个以上时，连接杆之间或高压密封连接钻杆之间正向螺纹连接。

6.如权利要求1所述的一种注液式被保护层膨胀变形量自动测量装置的使用方法，其特征在于，所述位移传感器为伸缩式位移传感器、激光位移传感器、光纤位移传感器或光栅位移传感器。

7.如权利要求1所述的一种注液式被保护层膨胀变形量自动测量装置的使用方法，其特征在于，所述注水泵上设有安全溢流阀，且安全溢流阀阈值小于膨胀胶囊最大耐压值。

8.如权利要求1所述的一种注液式被保护层膨胀变形量自动测量装置的使用方法，其特征在于，所述位移传感器、铠装电缆、数显表均为本安型。