本實(shí)用新型涉及一種用于監(jiān)測底板圍巖裂隙的鉆孔錨固結(jié)構(gòu)，屬于礦山支護(hù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國煤炭資源分布具有很強(qiáng)的區(qū)域性，目前約90％的煤炭資源產(chǎn)自華北煤田，嚴(yán)峻的礦山水害形式一直嚴(yán)重影響著我國煤礦安全生產(chǎn)，制約了國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步健康發(fā)展，煤田開發(fā)對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。同時我國許多煤田水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜，煤層開采過程中受到多種水體的威脅,僅北方主要礦區(qū)受巖溶水威脅的煤炭儲量就約有150多億噸，占探明儲量的27％，而在所有水害事故的突水形式中，特別突出的煤層底板水害就占到了88.1％，嚴(yán)重威脅著煤礦生產(chǎn)安全。因此，深入開展帶壓開采采煤工作面底板破壞突水成災(zāi)機(jī)理及預(yù)警系統(tǒng)研究、有效遏制礦井突水事故的發(fā)生、保障煤礦安全生產(chǎn)，是目前我國煤炭工業(yè)迫切需要解決的問題，對進(jìn)一步提高大水礦區(qū)生產(chǎn)效果和資源回收率具有重要意義，也為以后同類型的煤層安全高效開采提供科學(xué)可靠的參考依據(jù)。

經(jīng)過多年的底板采動現(xiàn)場實(shí)踐觀測，普遍認(rèn)為開采煤層底板也像上覆巖層一樣從煤層底面到含水層頂面可分為“下三帶”，即底板導(dǎo)水破壞帶、完整巖層帶、承壓水導(dǎo)升帶?！跋氯龓А崩碚摫容^符合煤層底板破壞、突水規(guī)律，在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了較為廣泛的應(yīng)用，由此可見，底板導(dǎo)水破壞帶的現(xiàn)場實(shí)地觀測具有重要意義。為了查明底板變形破壞規(guī)律，現(xiàn)今采用的研究方法可采用理論研究、數(shù)值模擬研究及實(shí)驗(yàn)研究等，雖然這些方法在認(rèn)識底板巖層移動變形規(guī)律方面起到了很重要的作用，但在工程實(shí)踐中，利用實(shí)測數(shù)據(jù)信息來推斷底板巖層移動變形破壞規(guī)律無疑是最直接、最可靠的方法。

目前現(xiàn)場實(shí)地觀測的方法有：鉆孔聲波測試法、底板鉆孔位移計(jì)法、鉆孔窺視測試法、鉆孔應(yīng)力計(jì)、鉆孔放注水法等。其中①鉆孔聲波測試法，是觀測采動前后巖體的采動裂隙發(fā)育規(guī)律及采動裂隙深度；②底板鉆孔位移計(jì)法，是在鉆孔中設(shè)置位移觀測基點(diǎn)以觀測采動前后底板的位移變化規(guī)律；③鉆孔窺視測試法，用于觀測工作面回采期間的底板巖體裂隙宏觀改變；④鉆孔應(yīng)力計(jì)，是通過采集底板巖層力學(xué)性質(zhì)變化，獲得底板巖層應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，分析底板破壞情況；⑤用鉆孔放注水法，在采前向煤層底板打一定深度的斜孔，每天觀測單位時間向外的流水量，不向外流水時，每天觀測單位時間向里的注水量，通過采動過程中不同深度鉆孔單位時間放注水量的變化和水文地質(zhì)條件的綜合分析，就可以知道采動影響引起的煤層底板破壞深度。以上幾種方法中，唯有鉆孔窺視測試法屬于直接觀測圍巖演變規(guī)律的方法，具有更高的可信度和真實(shí)性，但在鉆孔窺視測試法的實(shí)際操作和監(jiān)測過程中時常存在諸如以下難題：

(1)我國煤礦開采煤層時，采用沿空留巷可將上一區(qū)段的順槽重新支護(hù)留給下一個區(qū)段使用，沿空留巷可以最大限度回收資源，避免煤體損失，沿空留巷分成預(yù)留區(qū)段煤柱沿空留巷和無煤柱沿空留巷。這兩種情況下的沿空留巷都將造成淺部底板鉆孔發(fā)生塌孔，即便是下入一定深度的護(hù)壁套管，仍存在監(jiān)測段(無護(hù)壁套管)發(fā)生垮塌孔現(xiàn)象，而一旦發(fā)生塌孔，很難再次修補(bǔ)，唯一的辦法就是重新補(bǔ)打鉆孔，不僅費(fèi)時費(fèi)力，更有可能錯過最佳觀測時間；

(2)煤層底板巖層一般分為硬巖層、軟巖層、軟硬相間巖層，如果施工底板鉆孔期間遇到軟巖層或軟硬相間巖層，特別是在底板鉆孔監(jiān)測段，由于軟巖具有遇水軟化作用，如不及時觀測數(shù)據(jù)，可能會在短時間內(nèi)鉆孔軟巖段自動閉合或垮塌，而對于巖層裂隙的觀測需要每間隔一段時間進(jìn)行一次，如果下一次觀測前鉆孔失效就不得不補(bǔ)打鉆孔，甚至每次觀測前都需要補(bǔ)打鉆孔，大大增加了監(jiān)測成本；同時鉆孔的頻繁更換造成后果是不僅無法有效采集可用數(shù)據(jù)，同一位置不同時間裂隙宏觀改變也沒有了參考對比，檢測結(jié)果得出規(guī)律的可靠性很低。

(3)即便在煤層開采前可以順利觀測初始鉆孔窺視數(shù)據(jù)，但隨著采煤工作面不斷推進(jìn)，底板由于受到煤柱支承壓力作用而發(fā)生力學(xué)上的改變造成底板巖層破碎，致使常規(guī)的裸孔使用鉆孔窺視儀造成卡住、卡死攝像頭等情況，甚至?xí)茐臄z像觀測設(shè)備，帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。

(4)在觀測期間，時常遇到鉆孔內(nèi)存在大量的泥水、污水、油水混合物和水中的懸浮物和氣泡，即便配合鉆孔注水不斷沖刷鉆孔，往往仍無法采集有效的數(shù)據(jù)，大大影響觀測的清晰度和真實(shí)性，且得出數(shù)據(jù)后需要經(jīng)過大量的計(jì)算和評估才能得出一個大概的結(jié)論，且無法保證結(jié)論是否可靠，即無法快速精確得出巖層變化的位置和發(fā)育狀況，對后續(xù)的正常施工帶來很大的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種安裝方便、可以提高鉆孔失效率、減少經(jīng)濟(jì)損失；能夠保障鉆孔窺視設(shè)備安全使用、保證探測過程正常進(jìn)行；能夠快速直觀精確得出巖層裂隙變化情況和發(fā)育狀況、幫助分析得出裂隙成因，始終保持鉆孔處于無水觀測的最佳效果；且可以滿足多次重復(fù)使用、保證數(shù)據(jù)可靠的用于監(jiān)測底板圍巖裂隙的鉆孔錨固結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種用于監(jiān)測底板圍巖裂隙的鉆孔錨固結(jié)構(gòu)，包括底板鉆孔，所述底板鉆孔中設(shè)有密封觀測筒，所述密封觀測筒內(nèi)設(shè)有探測定位組件；

所述密封觀測筒包括多根相互連接的透明中空管，相鄰?fù)该髦锌展苡蓪用芊饨M件連接在一起，所述對接密封組件包括對接套筒和設(shè)在對接套筒兩端的“U”形卡簧，所述對接套筒兩端分別套在相鄰的透明中空管端部，兩個“U”形卡簧分別垂直于對接套筒從對接套筒筒壁上的對穿孔和透明中空管的通槽穿過，將對接套筒和相鄰的透明中空管連在一起；

所述密封觀測筒筒底設(shè)有封底密封組件，所述封底密封組件包括封底套筒，封底套筒通過螺紋連接固定在密封觀測筒的筒底一端，且封底套筒底部設(shè)有封底面，所述封底套筒的封底面與密封觀測筒筒底之間及相鄰?fù)该髦锌展艿膶犹幘O(shè)有防水“O”型墊片；所述對接套筒和封底套筒外壁上均設(shè)有防跑偏部件，所述防跑偏部件包括沿套筒周向分布設(shè)在套筒外壁上的三個防跑偏定位銷，所述三個防跑偏定位銷分別沿套筒徑向旋入定位銷螺紋孔并緊固在套筒筒壁上，且防跑偏定位銷外端與底板鉆孔的孔壁相距2～5mm；

所述密封觀測筒與底板鉆孔之間有大流動性無收縮灌漿材料凝固形成的鉆孔注漿體，密封觀測筒內(nèi)側(cè)筒壁上設(shè)有測量部件，所述測量部件包括多段刻度相連的測量尺，所述每段測量尺的長度與透明中空管的長度一致，一面標(biāo)有刻度，另一面通過錨固膠固定粘結(jié)在透明中空管內(nèi)壁上；

所述探測定位組件包括本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀，本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀通過電纜線連接鉆孔窺視器，所述本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀外設(shè)有定位套筒，環(huán)繞定位套筒的三根螺釘分別從定位套筒外壁沿定位套筒徑向旋入，將定位套筒固定在本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀上，所述定位套筒筒壁上分布設(shè)有多根彈簧，所述彈簧沿定位套筒徑向延伸，且一端焊接在定位套筒上，另一端固定有防刮球。

優(yōu)選的，所述“U”形卡簧的材質(zhì)為彈簧鋼，且“U”形卡簧的兩個固定支腿端部向外張開。送入鉆孔后，“U”形卡簧可以卡緊鉆孔壁，不會發(fā)生脫落。

優(yōu)選的，對接套筒筒壁上的對穿孔和透明中空管的通槽位置對應(yīng)，且對穿孔孔徑與“U”形卡簧的固定支腿直徑相同。從而“U”形卡簧的固定支腿可以與對穿孔緊配合，保證了對接套筒可以將透明中空管穩(wěn)固地連接起來。

優(yōu)選的，對接套筒和透明中空管的材質(zhì)為樹脂纖維或亞克力有機(jī)玻璃等有機(jī)透明材料，一方面保證了材料的強(qiáng)度，在受力時不會發(fā)生破碎；另一方面，可以保證透明度，方便觀測裂隙發(fā)育情況。

優(yōu)選的，防跑偏定位銷材質(zhì)為不銹鋼，且外端為半球形。不銹鋼材質(zhì)可以防止銹蝕，保證使用安全，同時半球形的端面可以防止底板鉆孔產(chǎn)生裂隙發(fā)生劇烈形變時防跑偏定位銷的外端與底板鉆孔的孔壁發(fā)生嚴(yán)重的碰撞磨損，延長裝置的使用壽命。

優(yōu)選的，所述防水“O”型墊片的內(nèi)、外徑與透明中空管的內(nèi)、外徑一致?？梢员ＷC密封效果，防止液體進(jìn)入。

優(yōu)選的，所述底板鉆孔的孔徑與對接套筒的外徑之差不小于20mm。

優(yōu)選的，所述大流動性無收縮灌漿材料包括早強(qiáng)高強(qiáng)型硅酸鹽水泥、增強(qiáng)劑、骨料、高效減水劑、膨脹劑、降失水劑、防收縮劑、消泡劑和緩凝劑，其重量比為40-55％、4-13％、35-50％、0.3-1.6％、2-8％、0.01-0.6％、0.01-0.2％、0.1-0.8％、0.5-1.5％，水灰比為0.12～0.20；

所述的早強(qiáng)高強(qiáng)型硅酸鹽水泥為42.5R硅酸鹽水泥或52.5R硅酸鹽水泥或重量比8:1的硅酸鹽水泥與鋁酸鹽水泥的混合物；

所述的增強(qiáng)劑為超細(xì)粉煤灰或高鈣粉煤灰，規(guī)格為200～300目；

所述的骨料為石英砂，粒徑分布為0～1.25mm；

所述的高效減水劑為聚羧酸聚合物高效減水劑；

所述的膨脹劑為UEA高效低堿混凝土膨脹劑或WZ-MPC聚合物纖維膨脹劑；

所述的降失水劑為羥乙基纖維素；

所述的防收縮劑為聚丙烯類纖維；

所述的消泡劑為胺基聚醚類消泡劑或有機(jī)硅類消泡劑；

所述的緩凝劑為灑石酸、檸檬酸、硼酸、磷酸鹽中的一種。

優(yōu)選的，所述測量尺的量程為1m或2m。在觀測時直接讀出圍巖裂隙在底板鉆孔內(nèi)的位置，相比較傳統(tǒng)間接獲取的距離數(shù)據(jù)，誤差很小。

優(yōu)選的，所述定位套筒材質(zhì)為不銹鋼或鋁材。不銹鋼或鋁材不易銹蝕，使定位套筒在定位的同時可以起到有效的保護(hù)作用。

本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①本實(shí)用新型安裝方便，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，多根透明中空管通過對接密封組件和封底密封組件連接固定在一起組成密封觀測筒，并通過灌注大流動性無收縮灌漿材料使結(jié)構(gòu)定型，可以有效抵抗破壞力，能夠保證底板鉆孔安全穩(wěn)定、避免鉆孔垮塌孔事故發(fā)生、避免底板鉆孔補(bǔ)孔情況、不僅省時省力，更可以及時采集有效數(shù)據(jù)；一次安裝就位便可多次持續(xù)安全監(jiān)測、節(jié)約了成本、提高了鉆孔利用率；

②通過本實(shí)用新型的實(shí)施，可以有效應(yīng)對硬巖層、軟巖層、軟硬相間巖層、過斷層破碎帶等復(fù)雜底板地質(zhì)構(gòu)造、極大地克服了軟巖底板發(fā)生遇水軟化縮孔、孔徑閉合等難題，節(jié)省了多次補(bǔ)打鉆孔費(fèi)用，保障工作面開采前后及時有效地采集底板破壞特征觀測數(shù)據(jù)，不需要頻繁更換鉆孔，利用同一位置的鉆孔觀測不同階段的裂隙發(fā)育的進(jìn)展情況，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

③探測定位組件可以有效保護(hù)本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀，保持探測時位置穩(wěn)定，彈簧具有柔性彎曲調(diào)節(jié)功能，即使受力后也可以自動調(diào)節(jié)減少對本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀的沖擊，防刮球方便了本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀上下移動，避免了在鉆孔監(jiān)測段被卡住、卡死的情況，大大降低了非可控因素帶來的損傷、節(jié)省了儀器損耗和材料等費(fèi)用；

④密封觀測筒與底板鉆孔之間密封灌注的大流動性無收縮灌漿材料流動性可達(dá)到260-380mm，且在水灰比不大的情況下，可得到較高的流動性，無需人工振搗或攪拌便可完成小孔徑充填空間，實(shí)現(xiàn)自密實(shí)、自流平效果；材料一天的豎向膨脹率為0.03～0.65％，且可調(diào)節(jié)，對其鉆孔小孔徑充填區(qū)域不產(chǎn)生收縮情況，不會出現(xiàn)透明中空管與鉆孔注漿體分離現(xiàn)象，確保粘結(jié)面無縫隙、不松動；早起強(qiáng)度高，1天抗壓強(qiáng)度20～45MPa，28天強(qiáng)度可達(dá)到45～60MPa，套管安裝后第二天即可實(shí)現(xiàn)施工監(jiān)測；對酸性地下水具有較好的耐腐蝕性，對透明中空管無腐蝕，可長久監(jiān)測。

本實(shí)用新型的大流動性無收縮灌漿材料被灌注成型后一方面可以防止底板水順著鉆孔導(dǎo)升而發(fā)生突水事故，保護(hù)探測定位組件和鉆孔不會被泥水、污水、油水混合物和水中的懸浮物和氣泡沾染而影響觀測；另一方面大流動性無收縮灌漿材料成型后與周圍圍巖體同屬于無機(jī)材料，其物理力學(xué)性質(zhì)接近，能隨著圍巖體力學(xué)性質(zhì)的變化而改變自身受力特征，與圍巖體協(xié)調(diào)變形，通過本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀結(jié)合測量尺透過透明中空管直接讀出鉆孔注漿體上的裂隙位置和形態(tài)直接反映的就是底板圍巖裂隙在鉆孔內(nèi)的位置，相比較傳統(tǒng)間接獲取的距離位置數(shù)據(jù)，誤差大大減小，結(jié)果直觀可信，可以快速精確得出巖層變化的位置和發(fā)育狀況；繼而可以定量的給出底板采動圍巖破壞形態(tài)和底板采動破壞深度，給底板有效隔水層的留設(shè)提供依據(jù)，對安全穩(wěn)定開采承壓上煤層意義重大；另外還可確定底板有效注漿深度和注漿范圍，對其底板注漿改造情況作出準(zhǔn)確研判分析，盡可能地避免煤層開采期間發(fā)生底板涌水、突水災(zāi)害。可用于煤層底板采動破壞監(jiān)測、巷道頂?shù)装鍑鷰r松動圈破壞規(guī)律監(jiān)測、底板底鼓圍巖變形監(jiān)測等，具有較好的推廣價值和實(shí)用性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的整體構(gòu)造示意圖(鉆孔注漿體示出一部分)；

圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖面圖(鉆孔注漿體示出一部分)；

圖3是本實(shí)用新型圖2的A-A剖面示意圖(鉆孔注漿體示出一部分)；

圖4是本實(shí)用新型圖2的B-B剖面示意圖(鉆孔注漿體示出一部分)；

圖5是本實(shí)用新型圖2的C-C剖面示意圖(鉆孔注漿體示出一部分)；

圖6是本實(shí)用新型圖2的D-D剖面示意圖(鉆孔注漿體示出一部分)；

圖7是本實(shí)用新型圖2的E-E剖面示意圖(鉆孔注漿體示出一部分)；

圖8是本實(shí)用新型圖7的內(nèi)部結(jié)構(gòu)放大圖；

圖9是本實(shí)用新型內(nèi)部探測定位組件結(jié)構(gòu)放大圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖所示，用于監(jiān)測底板圍巖裂隙的鉆孔套管錨固結(jié)構(gòu)包括底板鉆孔2，底板鉆孔2周邊是鉆孔壁圍巖體1，所述底板鉆孔2中設(shè)有密封觀測筒，所述密封觀測筒內(nèi)設(shè)有探測定位組件；

所述密封觀測筒包括多根相互連接的透明中空管8，相鄰?fù)该髦锌展?由對接密封組件連接在一起，所述對接密封組件包括對接套筒7和設(shè)在對接套筒7兩端的“U”形卡簧5，所述對接套筒7兩端分別套在相鄰的透明中空管8端部，兩個“U”形卡簧5分別垂直于對接套筒7從對接套筒7筒壁上的對穿孔6和透明中空管8的通槽24穿過，將對接套筒7和相鄰的透明中空管8連在一起；

所述密封觀測筒筒底設(shè)有封底密封組件，所述封底密封組件包括封底套筒19，封底套筒19通過螺紋連接固定在密封觀測筒的筒底一端，且封底套筒19底部設(shè)有封底面22，所述封底套筒19的封底面22與密封觀測筒筒底之間及相鄰?fù)该髦锌展?的對接處均設(shè)有防水“O”型墊片11；所述對接套筒7和封底套筒19外壁上均設(shè)有防跑偏部件，所述防跑偏部件包括沿套筒周向分布設(shè)在套筒外壁上的三個防跑偏定位銷9，所述三個防跑偏定位銷9分別沿套筒徑向旋入定位銷螺紋孔10并緊固在套筒筒壁上，且防跑偏定位銷9外端與底板鉆孔2的孔壁相距2～5mm；

所述密封觀測筒與底板鉆孔2之間有大流動性無收縮灌漿材料凝固形成的鉆孔注漿體3，密封觀測筒內(nèi)側(cè)筒壁上設(shè)有測量部件，所述測量部件包括多段刻度相連的測量尺4，所述每段測量尺4的長度與透明中空管8的長度一致，一面標(biāo)有刻度，另一面通過錨固膠23固定粘結(jié)在透明中空管8內(nèi)壁上；

所述探測定位組件包括本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀18，本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀18通過電纜線12連接鉆孔窺視器53，所述本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀18外設(shè)有定位套筒13，環(huán)繞定位套筒13的三根螺釘15分別從定位套筒13外壁沿定位套筒13徑向旋入，將定位套筒13固定在本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀18上，螺釘15帶有外螺紋25，外螺紋25與套筒螺紋孔16相匹配；所述定位套筒13筒壁上分布設(shè)有多根彈簧17，所述彈簧17沿定位套筒13徑向延伸，且一端焊接在定位套筒13上，另一端固定有防刮球14。彈簧17結(jié)構(gòu)具有柔性彎曲功能，受力變形后可以減少沖擊力對本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀18的沖擊，防刮球14方便了探測定位組件在透明中空管8上下移動，避免出現(xiàn)卡死設(shè)備情況。

優(yōu)選的，所述“U”形卡簧5的材質(zhì)為彈簧鋼，且“U”形卡簧5的兩個固定支腿端部向外張開。使得送入鉆孔后，“U”形卡簧5可以卡緊鉆孔壁，不會發(fā)生脫落。

優(yōu)選的，對接套筒7筒壁上的對穿孔6和透明中空管8的通槽24位置對應(yīng)，且對穿孔6孔徑與“U”形卡簧5的固定支腿直徑相同。從而“U”形卡簧5的固定支腿可以與對穿孔6緊配合，保證了對接套筒7可以將透明中空管8穩(wěn)固地連接起來。

優(yōu)選的，對接套筒7和透明中空管8的材質(zhì)為樹脂纖維或亞克力有機(jī)玻璃等有機(jī)透明材料，一方面保證了材料的強(qiáng)度，在受力時不會發(fā)生破碎；另一方面，可以保證透明度，方便觀測裂隙發(fā)育情況。

優(yōu)選的，防跑偏定位銷9材質(zhì)為不銹鋼，且外端為半球形。不銹鋼材質(zhì)可以防止銹蝕，保證使用安全，同時半球形的端面可以防止底板鉆孔2產(chǎn)生裂隙發(fā)生劇烈形變時防跑偏定位銷9的外端與底板鉆孔2的孔壁發(fā)生嚴(yán)重的碰撞磨損，延長裝置的使用壽命。

優(yōu)選的，所述防水“O”型墊片11的內(nèi)、外徑與透明中空管8的內(nèi)、外徑一致?？梢员ＷC密封效果，防止液體進(jìn)入。

優(yōu)選的，所述底板鉆孔2的孔徑為90-100mm。

優(yōu)選的，所述底板鉆孔2的孔徑與對接套筒7的外徑之差不小于20mm。

優(yōu)選的，所述大流動性無收縮灌漿材料包括早強(qiáng)高強(qiáng)型硅酸鹽水泥、增強(qiáng)劑、骨料、高效減水劑、膨脹劑、降失水劑、防收縮劑、消泡劑和緩凝劑，其重量比為40-55％、4-13％、35-50％、0.3-1.6％、2-8％、0.01-0.6％、0.01-0.2％、0.1-0.8％、0.5-1.5％，水灰比為0.12～0.20。

優(yōu)選的，所述的早強(qiáng)高強(qiáng)型硅酸鹽水泥為42.5R硅酸鹽水泥或52.5R硅酸鹽水泥或重量比8:1的硅酸鹽水泥與鋁酸鹽水泥的混合物；

所述的增強(qiáng)劑為超細(xì)粉煤灰或高鈣粉煤灰，規(guī)格為200～300目；

所述的骨料為石英砂，粒徑分布為0～1.25mm；

所述的高效減水劑為聚羧酸聚合物高效減水劑；

所述的膨脹劑為UEA高效低堿混凝土膨脹劑或WZ-MPC聚合物纖維膨脹劑；

所述的降失水劑為羥乙基纖維素；

所述的防收縮劑為聚丙烯類纖維；

所述的消泡劑為胺基聚醚類消泡劑或有機(jī)硅類消泡劑；

所述的緩凝劑為灑石酸、檸檬酸、硼酸、磷酸鹽中的一種。

優(yōu)選的，所述測量尺的量程為1m或2m。在觀測時直接讀出圍巖裂隙在底板鉆孔2內(nèi)的位置，相比較傳統(tǒng)間接獲取的距離數(shù)據(jù)，誤差很小。

優(yōu)選的，所述本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀18包括本質(zhì)安全型鉆孔攝像頭。

優(yōu)選的，所述定位套筒13材質(zhì)為不銹鋼或鋁材。不銹鋼或鋁材不易銹蝕，使定位套筒13在定位的同時可以起到有效的保護(hù)作用。

具體施工實(shí)施例：

上述裝置的施工方法具體如下：

步驟1、采用煤礦本質(zhì)安全型MK-4坑道鉆機(jī)在煤層底板上施工鉆出底板鉆孔2(鉆孔終孔直徑φ＝105mm)，完成后，將與透明中空管8長度相同(長度為1m)、刻度相連(0～1.0m、1.0～2.0m、2.0～3.0m...以此類推)的多段測量尺4分別采用錨固膠23粘結(jié)于透明中空管8內(nèi)壁(透明中空管內(nèi)徑φ＝45mm、外徑φ＝55mm、壁厚5mm)，并按各段測量尺4的刻度范圍從小到大分別在透明中空管8上標(biāo)注“1”、“2”、“3”……；

步驟2、把一個防水“O”型墊片11(墊片內(nèi)徑φ＝45mm外徑φ＝55mm、厚度6mm)放置于封底套筒19底部，并使封底套筒19的內(nèi)螺紋20與透明中空管8的外部螺紋21相配合將封底套筒19旋在標(biāo)識“1”的透明中空管8的量程初始端，在環(huán)繞封底套筒19分布設(shè)置在封底套筒19筒壁上的三個定位銷螺紋孔10處擰緊防跑偏定位銷9；然后在標(biāo)注“1”的透明中空管8的另一端部放置防水“O”型墊片11，并取一節(jié)對接套筒7(內(nèi)徑φ＝55mm外徑φ＝65mm、壁厚5mm)套入標(biāo)注“1”的透明中空管8的另一端，將對穿孔6和透明中空管8的通槽24的位置對正，插入一根“U”形卡簧5，從而將對接套筒7固定在標(biāo)注“1”的透明中空管8上；將標(biāo)識“2”的透明中空管8量程初始一端對接于對接套筒7外露口，并在對應(yīng)位置插入另一根“U”形卡簧5，將標(biāo)注“2”的透明中空管8與對接套筒7固定在一起；在環(huán)繞對接套筒7分布設(shè)置在對接套筒7中部筒壁上的三個定位銷螺紋孔10處擰緊防跑偏定位銷9；將對接好的“1”和“2”透明中空管8緩慢送入底板鉆孔2中，在“2”透明中空管8外露底板鉆孔2孔口的另一端以此類推安裝標(biāo)注“3”、“4”……的透明中空管8，直至“1”透明中空管8落入底板鉆孔2孔底，同時最后一節(jié)透明中空管8露出鉆孔孔口0.5～1m的安全距離，以防止對接好的透明中空管8內(nèi)部進(jìn)入污水或注漿漿液倒灌入其內(nèi)。

步驟3、根據(jù)底板圍巖層的巖性配制大流動性無收縮灌漿材料，大流動性無收縮灌漿材料組分包括無機(jī)膠基、增強(qiáng)劑、骨料、高效減水劑、膨脹劑、降失水劑、防收縮劑、消泡劑和緩凝劑，其重量比為50％、8.2％、35.2％、1.16％、4.2％、0.02％、0.013％、0.42％、0.7％，水灰比為0.143。其中：

①無機(jī)膠基為早強(qiáng)高強(qiáng)型硅酸鹽水泥，型號為42.5R硅酸鹽水泥；

②增強(qiáng)劑為超細(xì)粉煤灰，規(guī)格為200～300目；

③骨料為石英砂，粒徑分布為0～1.25mm，其中0～0.16mm占15％、0.16～0.325mm占35％、0.325～0.85mm占32％、0.85～1.25mm占18％；

④高效減水劑為聚羧酸聚合物高效減水劑；

⑤膨脹劑為UEA高效低堿混凝土膨脹劑；

⑥降失水劑為羥乙基纖維素；

⑦防收縮劑為聚丙烯類纖維；

⑧消泡劑為胺基聚醚類消泡劑；

⑨緩凝劑為灑石酸；

按水灰比0.158加入拌合水充分拌合后，灌入底板鉆孔2與連接好的透明中空管8的間隙中，形成鉆孔注漿體3；

步驟4、待鉆孔注漿體3達(dá)到3天抗壓強(qiáng)度后進(jìn)行底板采動裂隙觀測，首先將本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀18通過電纜線12與數(shù)據(jù)采集主機(jī)的鉆孔窺視器53連接就位；

步驟5、將本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀18穿過外壁設(shè)有防刮球14的定位套筒13，環(huán)繞定位套筒13的三根螺釘15分別從定位套筒13外壁沿定位套筒13徑向旋入，將定位套筒13固定在本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀18上，并調(diào)節(jié)螺釘15使定位套筒13的中軸線與本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀18的中軸線重合；然后在底板鉆孔2內(nèi)連接好的透明中空管8內(nèi)緩慢下放套有定位套筒13裝置的本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀18，鉆孔窺視器53實(shí)時記錄初次窺視視頻內(nèi)容，通過透明中空管8內(nèi)壁的測量尺4上的刻度詳細(xì)記錄鉆孔注漿體3上圍巖裂隙發(fā)育情況；

步驟6、觀測完畢后，將本質(zhì)安全型鉆孔窺視儀18緩慢向上拉出，鉆孔套管錨固結(jié)構(gòu)始終被固定在底板鉆孔2中，在煤層開采中，由于受到煤層開采擾動影響，底板受力發(fā)生改變，此時位于底板塑性破壞區(qū)發(fā)育形態(tài)內(nèi)部的鉆孔注漿體3將受到拉壓剪破壞，鉆孔注漿體3裂隙發(fā)育，根據(jù)施工實(shí)際需要間隔一段時間觀測一次，將每次觀測的結(jié)果記錄下來，并與之前觀測的結(jié)果進(jìn)行對比，即可直觀了解鉆孔注漿體3裂隙變化，鉆孔注漿體3裂隙變化直接反映出底板采動圍巖裂隙發(fā)育規(guī)律，繼而可以定量的給出底板采動圍巖破壞形態(tài)和底板采動破壞深度，給底板有效隔水層的留設(shè)提供依據(jù)，對安全穩(wěn)定開采承壓上煤層意義重大；另外還可確定底板有效注漿深度和注漿范圍，對其底板注漿改造情況作出準(zhǔn)確研判分析，盡可能地避免煤層開采期間發(fā)生底板涌水、突水災(zāi)害。