凍結(jié)壁交圈判斷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機械電子技術(shù)，尤其涉及一種凍結(jié)壁交圈判斷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤炭開采深度的增加，新建井筒穿過的地層條件變得越來越復(fù)雜。圖1是一種新建井筒穿過的地層結(jié)構(gòu)立面圖，如圖1所示，自上而下包括:表土層S2、風(fēng)化基巖層S3、紅層S4、基巖段S5。
[0003]現(xiàn)有煤炭開采的施工中采用三同時建井技術(shù)，下面結(jié)合圖1和圖2，對建井過程進行詳細說明。圖2是三同時建井技術(shù)注漿、凍結(jié)、水文孔開孔位置平面示意圖；如圖2和圖1所示，以預(yù)挖井筒Wl中心為圓心，以Rl為半徑的圓周上自上而下鉆一定數(shù)量的注漿直孔h2，這些注漿直孔h2穿過表土層S2和風(fēng)化基巖層S3直到下部基巖段S5，并通過該些注漿直孔h2進行地面預(yù)注漿，注漿直孔h2預(yù)注漿起始位置為基巖段S5起始位置S61，注漿直孔h2預(yù)注漿終止位置位于基巖段S5上，如圖1中標(biāo)號S62所示。然后以預(yù)挖井筒Wl中心為圓心，在以R2(R2>R1)為半徑的圓周上自上而下鉆一定數(shù)量的呈S型的S孔h4，該S孔h4穿過表土層S2和風(fēng)化基巖層S3，下部到達基巖段S5，通過該些S孔h4進行地面預(yù)注漿，S孔h4預(yù)注漿起始位置位于直孔注漿起始位置S61的下方，如圖1中標(biāo)號S81所示，S孔h4預(yù)注漿終止位置位于直孔注漿終止位置S62的下方，如圖1中標(biāo)號S82所示，且在進行S孔h4預(yù)注漿的同時進行凍結(jié)鉆孔施工，即以預(yù)挖井筒Wl中心為圓心，在以R3(R2>R3>R1)為半徑的圓周上按序鑿一定數(shù)量的凍結(jié)孔h3并下放凍結(jié)器，開始凍結(jié)后，每根凍結(jié)管周圍逐漸形成凍結(jié)圓柱，各個凍結(jié)圓柱不斷向外擴展而相互連成封閉的具有一定厚度和強度的凍結(jié)壁，這個過程就是凍結(jié)壁交圈。其中，判斷凍結(jié)壁交圈可以通過觀察水文孔hi的水位變化來實現(xiàn)，凍結(jié)壁達設(shè)計厚度和強度后，即可進行井筒的安全掘砌作業(yè)。
[0004]然而，在這些新建井筒范圍內(nèi)，由于風(fēng)化基巖層S3下部存在著紅層S4，其水平向滲透性差，而豎向滲透性相對較大，在進行S孔h4預(yù)注漿時高壓流體作用于紅層S4,使得紅層S4將向上產(chǎn)生微小彎曲變形，同時，部分高壓流體將通過豎向裂隙越流于底部含水層，底部含水層位于基巖段S5下方，圖中未示出，在這兩方面共同作用下，使得原有底部含水層壓力增加，自然水壓上升，通過預(yù)挖井筒Wl的內(nèi)部的水文孔hi溢出地面。隨著預(yù)注漿工作一直持續(xù)，水文孔hi的水位隨著水壓的上升持續(xù)上升且無固定水位，如果用傳統(tǒng)觀察水位變化的方法來判斷凍結(jié)壁交圈，即在水文孔hi中接水文管，通過觀察水文管中的水位變化，由于此時水位持續(xù)上升，需要接很高的水管，不易操作，且沒有固定靜水位，從而給判斷凍結(jié)壁交圈帶來困難。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型提供一種凍結(jié)壁交圈判斷系統(tǒng)，用以解決傳統(tǒng)方法中水文孔中水位持續(xù)上升且無固定靜水位，從而需要接很高水文管觀察水位變化來判斷凍結(jié)壁交圈的問題。
[0006]本實用新型提供一種凍結(jié)壁交圈判斷系統(tǒng)，包括:連接裝置，壓力傳感器，數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)線，處理器；
[0007]其中，所述連接裝置分別與水文管和所述壓力傳感器連接；
[0008]所述數(shù)據(jù)采集器通過所述數(shù)據(jù)線和所述壓力傳感器連接，用于采集所述壓力傳感器發(fā)送的壓力數(shù)據(jù)；
[0009]所述處理器通過所述數(shù)據(jù)線與所述數(shù)據(jù)采集器連接，用于接收所述數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的壓力數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)判斷凍結(jié)壁是否交圈。
[0010]所述處理器具體用于:確定第一時刻、第二時刻、第三時刻以及第四時刻接收的所述數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的壓力數(shù)據(jù)；
[0011]判斷所述第二時刻、第三時刻以及第四時刻的壓力數(shù)據(jù)對應(yīng)的壓力值相對于所述第一時刻的壓力數(shù)據(jù)對應(yīng)的壓力值的增大值超過預(yù)設(shè)閾值的預(yù)設(shè)倍數(shù)時，則確定在所述第二時刻所述凍結(jié)壁交圈；其中，所述第一時刻至所述第二時刻，所述第二時刻至所述第三時刻，所述第三時刻至所述第四時刻，分別經(jīng)歷預(yù)設(shè)時間段。
[0012]所述連接裝置為三通裝置，所述三通裝置的第一通與所述水文管連接，第二通與所述壓力傳感器連接，第三通連接泄水閥。
[0013]所述壓力傳感器為流體壓力傳感器，用于獲取隨水位變化的壓力數(shù)據(jù)。
[0014]所述流體壓力傳感器由壓力敏感元件、電容測微器組成。
[0015]所述數(shù)據(jù)采集器為批處理數(shù)據(jù)采集器。
[0016]所述系統(tǒng)還包括顯示器，所述顯示器通過所述數(shù)據(jù)線和所述處理器連接，所述顯示器用于接收所述處理器發(fā)送的壓力值隨時間的變化關(guān)系，并顯示所述壓力值隨時間的變化關(guān)系。
[0017]本實用新型提供一種凍結(jié)壁交圈判斷系統(tǒng)，通過壓力傳感器采集水文孔中的水壓，數(shù)據(jù)采集器采集壓力傳感器發(fā)送的壓力數(shù)據(jù)，并發(fā)送給處理器，處理器根據(jù)壓力數(shù)據(jù)判斷凍結(jié)壁是否交圈，從而解決了傳統(tǒng)方法中由于水位持續(xù)上升無固定靜水位，需要接很高水管來判斷凍結(jié)壁交圈的問題，判定準(zhǔn)確且易于操作。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是一種新建井筒穿過的地層結(jié)構(gòu)立面圖；
[0020]圖2是三同時建井技術(shù)注漿、凍結(jié)、水文孔開孔位置平面示意圖；
[0021]圖3是本實用新型實施例一的凍結(jié)壁交圈判斷系統(tǒng)的裝置示意圖；
[0022]圖4是本實用新型實施例二的三通裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是本實用新型實施例三的凍結(jié)壁交圈判斷系統(tǒng)的另一裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0025]圖3是本實用新型實施例一的凍結(jié)壁交圈判斷系統(tǒng)的裝置示意圖；如圖3所示，本實用新型的凍結(jié)壁交圈判斷系統(tǒng)包括:連接裝置1，壓力傳感器2，數(shù)據(jù)采集器3，數(shù)據(jù)線4，處理器5 ;其中，連接裝置I分別與水文管和壓力傳感器2連接；數(shù)據(jù)采集器3通過數(shù)據(jù)線4和壓力傳感器2連接，用于采集壓力傳感器2發(fā)送的壓力數(shù)據(jù)；處理器5通過數(shù)據(jù)線4與數(shù)據(jù)采集器3連接，用于接收數(shù)據(jù)采集器3發(fā)送的壓力數(shù)據(jù)，并根據(jù)壓力數(shù)據(jù)判斷凍結(jié)壁是否交圈。
[0026]在通過該裝置判斷凍結(jié)壁是否交圈的具體操作過程中，首先將預(yù)挖的水文孔孔口密封，在孔口安裝連接裝置I，壓力傳感器2與連接裝置I連接，用于實時監(jiān)測水文孔中的水壓，再通過數(shù)據(jù)線4將數(shù)據(jù)采集器3與壓力傳感器2連接，數(shù)據(jù)采集器3用來采集壓力傳感器2發(fā)送