一种过富水断层的导水方法和导水设备与流程

1.本发明涉及矿道支护领域，特别涉及一种过富水断层的导水方法和导水设备领域。


背景技术：

2.众所周知，随着煤炭开采深度增加，矿井地质条件变得愈加复杂，特别是大小不同的断层把井田切割、断开和分离，给矿井开采带来极大的困难，尤其是断层造成断层段岩石破碎，应力的差异性加大，同时它往往沟通煤层顶底板中含水层中的水汇入断层段，使断层段中破碎岩体泥化流变，甚至构成出水通道，给矿井的正常建设带来诸多困难，然而矿井由于生产能力和井田布置的需要，必须通过这些断层，巷道通常采用锚、网、喷支护相结合的方式进行过断层时的支护手段；在富水断层中，水量大多存在于大断层中，故大断层可通过电磁瞬变检测轻而易举的检测到，但是大断层中的附近有许多的小断层，这些小断层有的是大断层中的水流出形成的，有的是外部水流入大断层形成的，在进行巷道导水的过程中，这样在进行挖导水洞和挖掘巷道产生的振动的影响下，大断层的水会不断向其下游的小断层中流动，导致小断层中的水慢慢淤积影响巷道的安全，为此我们需要在大断层打导水洞放水，而在大断层下游的小断层打导水孔进行多处同时导水，但是现有的设备无法对小断层的富水区进行快速找到，这样就无法进行大断层和小断层同时放水，由于小断层中的水分较少，无法准确对大断层上游和下游的小断层进行准确判断，同时在将导水管插入大断层进行导水时，导水管无法稳固固定在大断层中，易在断层水的冲击下将导水管冲落，同时在现有技术中，利用地质雷达探测的深度对小断层的探测小于2米，而利用电磁瞬变检测的方式对小断层的探测大于20m，这样就存在了2
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20m的空档期无法检测，为此我们提出一种过富水断层的导水方法和导水设备。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种过富水断层的导水方法和导水设备，若球状介质为磁粉，通过利用电磁瞬变检测机构轻而易举的检测到大断层，控制器控制支撑机构将导水杆转动打入大断层中，在导水杆的侧壁通过压缩弹簧和电磁铁安装有推板，推板的内部开设有安装有介质腔，导水杆的上端插入大断层中时，控制器控制电磁铁失去磁性，压缩弹簧弹开推板,磁粉的外表面套接有泡沫套，使其可随水漂流，推板的转动作用带动介质腔内部的磁粉向外甩出与大断层内部的水混合，同时推板的搅动作用使大断层和小断层的水发生相对流动，一段时间后磁粉经过水流的带动由大断层漂流至其下游的小断层中聚集，利用辅助充磁设备对磁粉进行充磁，这样在小断层处产生磁场，利用小型磁性检测设备就可对大断层下游的小断层的水文情况进行快速检测，之后对小断层进行开挖导水洞导水，而同时导水杆可将大断层内部的水导出，可快速对承压水进行排出；若球状介质为铜制线圈，通过利用电磁瞬变检测机构轻而易举的检测到大断层，控制器控制支撑机构将导水杆转动
打入大断层中，在导水杆的侧壁通过压缩弹簧和电磁铁安装有推板，推板的内部开设有安装有介质腔，导水杆的上端插入大断层中时，控制器控制电磁铁失去磁性，压缩弹簧弹开推板,铜制线圈的外表面套接有泡沫套，使其可随水漂流，推板的转动作用带动介质腔内部的铜制线圈向外甩出与大断层内部的水混合，同时推板的搅动作用使大断层和小断层的水发生相对流动,一段时间后铜制线圈经过水流的带动由大断层漂流至其下游的小断层中聚集，由于电磁瞬变检测机构产生的磁场会在在铜制线圈产生感应电流，极大的增强小断层处的感应电流信号，进而可快速对2
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20m处的小断层进行检测，可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：本发明的客体是一种过富水断层的导水方法及一种过富水断层的导水设备。
5.一种过富水断层的导水方法，包括以下具体步骤：第一步：探测车体在巷道中匀速向前运动，电磁瞬变检测机构对巷道截面内的大断层进行准确检测，并对大断层的富水位置进行标记，同时对大断层附近的小断层进行初步探测，提供参考，了解大断层附近小断层的大致位置情况；第二步：大断层导水机构将导水杆打入大断层中，导水杆的上端进入水层后，向断水层中抛洒泡沫包裹的球状介质，使球状介质在断层水的带动下在大断层和其下游的小断层之间的水道中流动，2
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3小时后，球状介质最终会在大断层下游的小断层中富集；第三步：对球状介质进行加特殊电场，对球状介质利用检测设备对大断层附近的围岩进行检测，准确探测出大断层下游的富集的区域，并结合第一步提供的参考，这样找到大断层下游的小断层的准确位置和水量；第四步：在小断层的位置也打入适宜大小的导水杆开挖导水小洞以导出小断层中的积水，同时将小断层中的球状介质吸附带出岩体外，而插入大断层的导水杆可对大断层内部的水进行导出，这样可快速对富水断层中的水进行导出。
6.本发明进一步的改进在于，一种过富水断层的导水设备，包括固定安装在巷道底部的传输轨道，所述传输轨道的上方滑动连接有运动车体，所述运动车体的正面固定安装有控制器，所述运动车体的上方固定安装有防护板，所述防护板的上表面固定安装有辅助充磁设备、升降架和电磁瞬变检测机构，所述升降架的中部转动连接有支撑机构，所述支撑机构的内部转动连接有可升降的导水杆；所述导水杆的上端固定安装有钻头，所述导水杆的侧面开设有传输槽，所述传输槽的内沿固定安装有密封套，所述传输槽的内部转动连接有推板，所述推板的内部开设有介质腔，两个所述推板的相面对的一侧开设有散粉槽，所述导水杆的内部且位于两个推板的连线的中心处安装有电磁铁，所述导水杆的内部开设有导水槽，所述导水槽的底端安装有出水管，所述导水槽的输入端与传输槽导通，所述出水管的表面安装有电磁阀，两个所述推板的相面对的一侧固定安装有压缩弹簧，所述推板的底端通过压缩弹簧与传输槽的内沿固定。
7.本发明进一步的改进在于，所述介质腔的内部储存有球状介质，所述球状介质的外表面套接有泡沫套，所述球状介质为磁粉和铜线圈其中的一种或多种，所述推板与通电后的电磁铁磁性连接。
8.通过上述结构：球状介质的外表面套接有泡沫套使球状介质漂浮在流动水的表
面，便于球状介质的扩散。
9.本发明进一步的改进在于，所述介质腔的输出端与散粉槽导通，所述介质腔的输出端位于介质腔的底部的背对电磁铁的一侧。
10.通过上述结构：在电磁铁通电时，磁粉被电磁铁吸引，均位于介质腔的远离其输出端的的一侧，防止磁粉的漏出。
11.本发明进一步的改进在于，所述支撑机构包括上套筒和下套筒，所述上套筒和下套筒之间设置有驱动单元，所述驱动单元带动导水杆转动对岩体进行打孔，所述驱动单元的中部固定安装有连接套筒，所述上套筒与下套筒通过连接套筒连接导通。
12.本发明进一步的改进在于，所述支撑脚的远离中空杆的一侧固定安装有柔性垫，所述支撑脚和柔性垫构成的整体的形状为伞状，所述支撑脚的底部安装有传粉尘导管。
13.本发明进一步的改进在于，所述下套筒的底部转动连接有连接螺杆，所述连接螺杆的外表面螺纹连接有螺纹套环。
14.通过上述结构：可调节支撑机构的在螺纹套环上方的长度，使之适应与巷道的半径。
15.本发明进一步的改进在于，所述螺纹套环的表面固定插接有传动杆，所述传动杆穿过升降架并延伸至升降架的外侧，所述传动杆的远离螺纹套环的一端固定安装有锥齿轮，所述升降架的表面安装有转动电机，所述转动电机的输出端带动锥齿轮转动。
16.通过上述结构：可使导水杆多维运动，使导水杆可对巷道截面的任意位置进行打孔。
17.本发明进一步的改进在于，所述上套筒的上端固定安装有支撑板，所述支撑板的形状设置为与巷道匹配，所述支撑板的表面开设有空腔。
18.通过上述结构：可在导水杆打入断层中时和进行导水时对岩面提供支撑。
19.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1、若球状介质为磁粉，通过利用电磁瞬变检测机构轻而易举的检测到大断层，控制器控制支撑机构将导水杆转动打入大断层中，在导水杆的侧壁通过压缩弹簧和电磁铁安装有推板，推板的内部开设有安装有介质腔，导水杆的上端插入大断层中时，控制器控制电磁铁失去磁性，压缩弹簧弹开推板,球状介质的外表面套接有泡沫套，使其可随水漂流，推板的转动作用带动介质腔内部的球状介质向外甩出与大断层内部的水混合，同时推板的搅动作用使大断层和小断层的水发生相对流动，一段时间后磁粉经过水流的带动由大断层漂流至其下游的小断层中聚集，利用辅助充磁设备对磁粉进行充磁，这样在小断层处产生磁场，利用小型磁性检测设备就可对大断层下游的小断层的水文情况进行快速检测，之后对小断层进行开挖导水洞导水，而同时导水杆可将大断层内部的水导出，可快速对承压水进行排出。
20.2、若球状介质为铜制线圈，通过利用电磁瞬变检测机构轻而易举的检测到大断层，控制器控制支撑机构将导水杆转动打入大断层中，在导水杆的侧壁通过压缩弹簧和电磁铁安装有推板，推板的内部开设有安装有介质腔，导水杆的上端插入大断层中时，控制器控制电磁铁失去磁性，压缩弹簧弹开推板,球状介质的外表面套接有泡沫套，使其可随水漂流，推板的转动作用带动介质腔内部的球状介质向外甩出与大断层内部的水混合，同时推板的搅动作用使大断层和小断层的水发生相对流动,一段时间后球状介质经过水流的带动
由大断层漂流至其下游的小断层中聚集，由于电磁瞬变检测机构产生的磁场会在在铜制线圈产生感应电流，极大的增强小断层处的感应电流信号，进而可快速对2
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20m处的小断层进行检测。
附图说明
21.图1为本发明一种过富水断层的导水方法的整体系统示意图。
22.图2为本发明一种过富水断层的导水方法和导水设备的所适用的巷道本体示意图。
23.图3为本发明一种过富水断层的导水设备的整体结构示意图。
24.图4为本发明一种过富水断层的导水设备的支撑机构的结构示意图。
25.图5为本发明一种过富水断层的导水设备的支撑机构的爆炸示意图。
26.图6为本发明一种过富水断层的导水设备的插入导管的结构示意图。
27.图7为本发明一种过富水断层的导水设备的插入导管的剖视示意图。
28.图8为本发明一种过富水断层的导水设备的图7中a的放大示意图。
29.图9为本发明一种过富水断层的导水设备的球状介质的示意图。
30.图中：1、传输轨道；2、运动车体；3、控制器；4、防护板；5、升降架；6、转动电机；7、支撑机构；8、锥齿轮；9、传动杆；10、电磁瞬变检测机构；11、导水杆；701、连接螺杆；702、驱动单元；703、支撑板；704、上套筒；705、空腔；706、下套筒；707、螺纹套环；708、连接套筒；1101、钻头；1102、出水管；1103、电磁阀；1104、密封套；1105、推板；1106、电磁铁；1107、导水槽；1108、传输槽；1109、介质腔；1110、散粉槽；1111、压缩弹簧；1112、球状介质；1113、泡沫套。
具体实施方式
31.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“一号”、“二号”、“三号”、“四号”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
32.实施例1如图1
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9所示，一种过富水断层的导水方法和导水设备，若球状介质（1112）为磁粉时，运动车体（2）在巷道中的传输轨道（1）上匀速向前运动，电磁瞬变检测机构（10）对巷道截面内的大断层进行准确检测，并对大断层的富水位置进行标记，同时对大断层附近的小断层进行初步探测，提供参考，了解大断层附近小断层的大致位置情况；同时螺纹套环（707）的表面固定插接有传动杆（9），传动杆（9）穿过升降架（5）并延伸至升降架（5）的外侧，传动杆（9）的远离螺纹套环（707）的一端固定安装有锥齿轮（8），升降架（5）的表面安装有转动电机（6），转动电机（6）的输出端带动锥齿轮（8）转动，且下套筒（706）的底部转动连接有连接螺杆（701），连接螺杆（701）的外表面螺纹连接有螺纹套环
（707），这样使支撑板（703）与大断层底部的岩面进行接触以对岩面进行支撑；控制器（3）控制支撑机构（7）将导水杆（11）转动打入大断层中，在导水杆（11）的侧壁通过压缩弹簧（1111）和电磁铁（1106）安装有推板（1105），推板（1105）的内部开设有安装有介质腔（1109），导水杆（11）的上端插入大断层中时，控制器（3）控制电磁铁（1106）失去磁性，压缩弹簧（1111）弹开推板（1105），磁粉的外表面套接有泡沫套（1113），使其可随水漂流，推板（1105）的转动作用带动介质腔（1109）内部的磁粉向外甩出与大断层内部的水混合，同时推板（1105）的转动搅动作用使大断层和小断层的水发生相对流动；使磁粉在断层水的带动下在大断层和其下游的小断层之间的水道中流动，2
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3小时后，磁粉最终会在大断层下游的小断层中富集，利用现有技术中辅助充磁设备对磁粉进行充磁，这样在小断层处产生磁场，利用小型磁性检测设备就可对大断层下游的小断层的水文情况进行快速检测，在小断层的位置也打入适宜大小的导水杆（11）开挖导水小洞以导出小断层中的积水，同时导水杆（11）可将大断层内部的水导出，而由于推板（1105）推开后支撑在大断层的内部，使导水杆（11）可避免被高压水冲出，可将断层中的水稳定导出，最后当需要对导水杆（11）进行拔出时，控制器（3）控制电磁铁（1106）接电，同时由于磁粉有了磁性，电磁铁（1106）对推板（1105）和断层内部的磁粉再次吸引，最后拔出导水杆（11），以避免磁粉的浪费。
33.通过上述实施例：若球状介质（1112）为磁粉，通过利用电磁瞬变检测机构（10）轻而易举的检测到大断层，控制器（3）控制支撑机构（7）将导水杆（11）转动打入大断层中，在导水杆（11）的侧壁通过压缩弹簧（1111）和电磁铁（1106）安装有推板（1105），推板（1105）的内部开设有安装有介质腔（1109），导水杆（11）的上端插入大断层中时，控制器（3）控制电磁铁（1106）失去磁性，压缩弹簧（1111）弹开推板（1105）,磁粉的外表面套接有泡沫套（1113），使其可随水漂流，推板（1105）的转动作用带动介质腔（1109）内部的磁粉向外甩出与大断层内部的水混合，同时推板（1105）的搅动作用使大断层和小断层的水发生相对流动，一段时间磁粉经过水流的带动由大断层漂流至其下游的小断层中聚集，利用辅助充磁设备对磁粉进行充磁，这样在小断层处产生磁场，利用小型磁性检测设备就可对大断层下游的小断层的水文情况进行快速检测，之后对小断层进行开挖导水洞导水，而同时导水杆（11）可将大断层内部的水导出，可快速对承压水进行排出。
34.实施例2如图1
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9所示，一种过富水断层的导水方法和导水设备，若球状介质（1112）为铜制线圈，运动车体（2）在巷道中匀速向前运动，电磁瞬变检测机构（10）对巷道截面内的大断层进行准确检测，并对大断层的富水位置进行标记，同时对大断层附近的小断层进行初步探测，提供参考，了解大断层附近小断层的大致位置情况；同时螺纹套环（707）的表面固定插接有传动杆（9），传动杆（9）穿过升降架（5）并延伸至升降架（5）的外侧，传动杆（9）的远离螺纹套环（707）的一端固定安装有锥齿轮（8），升降架（5）的表面安装有转动电机（6），转动电机（6）的输出端带动锥齿轮（8）转动，且下套筒（706）的底部转动连接有连接螺杆（701），连接螺杆（701）的外表面螺纹连接有螺纹套环（707），这样使支撑板（703）与大断层底部的岩面进行接触以对岩面进行支撑；控制器（3）控制支撑机构（7）将导水杆（11）转动打入大断层中，在导水杆（11）的侧壁通过压缩弹簧（1111）和电磁铁（1106）安装有推板（1105），推板（1105）的内部开设有安装
有介质腔（1109），导水杆（11）的上端插入大断层中时，控制器（3）控制电磁铁（1106）失去磁性，压缩弹簧（1111）弹开推板（1105），铜制线圈的外表面套接有泡沫套（1113），使其可随水漂流，推板（1105）的转动作用带动介质腔（1109）内部的铜制线圈向外甩出与大断层内部的水混合，同时推板（1105）的转动搅动作用使大断层和小断层的水发生相对流动；使铜制线圈在断层水的带动下在大断层和其下游的小断层之间的水道中流动，2
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3小时后，铜制线圈最终会在大断层下游的小断层中富集，再次利用电磁瞬变检测机构（10）进行检测，由于电磁瞬变检测机构（10）产生的磁场会在在铜制线圈产生感应电流，这样铜制线圈产生的感应电流会极大的增强小断层处的感应电流信号，并与电磁瞬变检测机构（10）探测的第一次探测结果进行对比，以快速对小断层进行探测，进而利用该装置可检测2
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20m处的小断层，在小断层的位置也打入适宜大小的导水杆（11）开挖导水小洞以导出小断层中的积水，同时导水杆（11）可将大断层内部的水导出，而由于推板（1105）推开后支撑在大断层的内部，使导水杆（11）可避免被高压水冲出，可将断层中的水稳定导出，最后当需要对导水杆（11）进行拔出时，控制器（3）控制电磁铁（1106）接电，最后拔出导水杆（11）。
35.通过上述实施例：若球状介质（1112）为铜制线圈，通过利用电磁瞬变检测机构（10）轻而易举的检测到大断层，控制器（3）控制支撑机构（7）将导水杆（11）转动打入大断层中，在导水杆（11）的侧壁通过压缩弹簧（1111）和电磁铁（1106）安装有推板（1105），推板（1105）的内部开设有安装有介质腔（1109），导水杆（11）的上端插入大断层中时，控制器（3）控制电磁铁（1106）失去磁性，压缩弹簧（1111）弹开推板（1105）,球状介质（1112）的外表面套接有泡沫套（1113），使其可随水漂流，推板（1105）的转动作用带动介质腔（1109）内部的铜制线圈向外甩出与大断层内部的水混合，同时推板（1105）的搅动作用使大断层和小断层的水发生相对流动,一段时间后球状介质（1112）经过水流的带动由大断层漂流至其下游的小断层中聚集，由于电磁瞬变检测机构（10）产生的磁场会在在铜制线圈产生感应电流，极大的增强小断层处的感应电流信号，进而可快速对巷道截面内2
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20m处的小断层进行检测。
36.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。