科创中国

一、项目意义

煤矿井下工作面回采后，采空区覆岩由下到上依次出现垮落带、裂隙带和弯曲下沉带，由于导水裂隙带具有良好的导水通道，当进行水体下或生态脆弱地表下采煤时，导水裂隙带发育高度的确定，对于保障工作面安全和维护地表生态环境平衡具有重要的意义。

现有的覆岩裂隙发育高度测试设备，多是采用井下仰孔分段注水观测方法，即向提前打完的钻孔中伸入双端封堵装置，通过分段封堵钻孔一段距离，并向中间封堵段注水，根据水量流失量确定覆岩裂隙发育程度。专利一种覆岩导水裂隙带监测系统及其探测钻进方法和煤层采空区裂隙带注水观测系统公开了一种双端堵水观测系统，该系统中均布置有两路管路，一路为前后两个胶囊充水（充气），使其膨胀，从而实现一段钻孔的两端封堵；另一路为封堵段充水，根据水量流失量确定覆岩裂隙发育程度。探测过程中，封堵管路和注水管路随探杆进入钻孔，并随探测深度的加大而逐渐深入，管路与孔壁、钻杆很容易产生摩擦和挤压，导致管路破损、断裂。

为解决上述问题，专利一种电控式单回路堵水覆岩裂隙探测仪和一种电控式单回路堵水覆岩裂隙探测方法公开了一种单回路覆岩裂隙注水观测系统，该系统将封堵管路和注水管路简化为同一回路，避免了探测过程中由于多管路挤压、摩擦而导致不能测量的问题。

以上探测系统的应用，均需要提前钻孔，再将探测杆推入至钻孔内测试位置，根据测试原理，钻孔深度较大，且穿过裂隙区，在退回钻杆推入探测杆过程中，钻孔在裂隙区位置极易发生塌孔，导致无法完成探测工作，耗费大量人力物力。专利一种用于覆岩裂隙探测地钻测一体化系统及方法公开了一种覆岩裂隙钻测一体化系统，该系统以钻杆为管路，利用探管杆体上的电磁线圈通断电，控制三通球阀的不同转向，进而实现钻杆向钻头、封孔胶囊和钻孔封堵段分别注水。然而，在操作过程中，电缆线被固定在钻杆的凹槽内，在钻孔过程中，孔口处电缆容易发生缠绕，另外在井下恶劣的环境下，电缆易受摩擦和挤压而出现破损，给矿井安全生产带来严重影响。

二、项目优势

提供一种双端堵水探测杆、覆岩裂隙钻测一体化装置及钻测方法，钻孔与覆岩探测的同步进行，克服了提前打孔带来的测量误差，避免了探测孔塌孔而导致无法探测的问题；同时减小了探测前期工作量，降低了工人劳动强度；简化了钻孔内其他管路和线路的铺设，提高了探测的可靠性和安全性。

三、转化需求

（1）本成果技术成熟，市场需求大，但项目大面积推广资金投入较大，需要政府给予一定的政策和资金扶持。（2）本技术成果也可在其他相关领域应用，但需要做进一步的针对性研究。