本發(fā)明涉及工程施工，具體為一種礦井涌水探測裝置及其方法。

背景技術：

1、煤礦井下的巖石是承受巷道開挖、采動、地震等多種內外力作用的復雜介質，它們的物理力學性質直接影響著巷道的穩(wěn)定性、安全性和經濟性。超前鉆探是指在隧道開挖工作面或其側洞沿開挖前進方向施工做超前地質取心鉆孔，以探明開挖工作面前方地質條件，是超前地質預報的一種重要技術方法。超前鉆孔亦可用于釋放地層應力，避免巖爆發(fā)生。在鉆進過程中，鉆孔發(fā)生突然涌水現(xiàn)象，是孔底揭露了高水頭的承壓含水層出現(xiàn)自流的結果。應立即停鉆，記錄發(fā)生涌水的孔深及下管的深度，并對涌水量進行測定，通過鉆孔時形成的巖心，并通過對巖心的研究，了解地質情況。

2、中國專利申請?zhí)朿n202321434951.0，公開了一種用于鉆孔取芯的裝置，所述的鉆孔驅動夾芯部包括驅動盤，驅動盤一邊中心處固定安裝驅動軸連接器，驅動盤另一邊中心處固定安裝環(huán)形傳動齒，驅動盤安裝環(huán)形傳動齒的一邊靠近邊緣處固定連接四個以上的夾持桿的一端，夾持桿另一端靠近端部的地方焊接安裝夾持桿夾持滑塊，且夾持桿夾持滑塊均朝向夾持桿的外側，取芯部本體一端固定安裝鉆頭，另一端封閉后安裝傳動環(huán)形齒槽，傳動環(huán)形齒槽與環(huán)形傳動齒對應，本實用新型可以在鉆孔中穩(wěn)定地抓取巖芯，可以有效地提高取芯成功率。

3、中國專利申請?zhí)朿n202323328878.1，公開了一種用于底板鉆孔取芯的套筒裝置，涉及原位力學研究領域技術領域。包括取芯套筒以及安裝于取芯套筒后端的變徑器，所述取芯套筒包括套筒底座、套筒外殼以及位于套筒外殼內部的套筒內殼，所述套筒內殼的長度短于套筒外殼，所述套筒外殼靠近進口處設置有夾緊機構。本實用新型操作簡單，實施安全，可以完成取出底板高質量巖芯，實用性強、可靠性高，應用前景廣闊。

4、上述方案在使用過程中會出現(xiàn)以下問題：

5、現(xiàn)有的巖心取樣裝置普遍采用單管單次提取模式，其結構設計與工作原理存在明顯技術局限。在傳統(tǒng)作業(yè)流程中，地質勘探人員需要通過液壓驅動系統(tǒng)將空心鉆桿下探至目標巖層，每次僅能采集單一圓柱狀巖心樣本，隨后必須完全退出鉆桿進行樣本卸載。這種單次單取的作業(yè)方式導致在需要分層取樣或多點對比分析時，必須反復進行整套鉆進-提升-卸載的機械循環(huán)。這不僅顯著降低了地質勘探效率，增加時間成本。

6、當鉆具穿透巖層形成柱狀巖心后，由于缺乏主動式限位機構，巖心在提鉆過程中易受多重力學干擾：鉆桿高速旋轉產生的離心力會使未固結巖心發(fā)生徑向位移；提鉆時鉆具與孔壁的摩擦振動可能導致脆性巖心斷裂。

7、現(xiàn)有裝置在設計邏輯上預設了巖心連續(xù)完整的理想狀態(tài)，當實際遇到層理發(fā)育帶、斷層破碎帶或高應力巖層時，巖心柱受鉆具振動、泥漿沖刷及自重影響易發(fā)生脆性斷裂，當巖心在筒內任意位置斷裂時，斷裂巖心段失去軸向約束，導致的取樣失效。

技術實現(xiàn)思路

1、針對以上問題，本發(fā)明提供了一種礦井涌水探測裝置及其方法，解決了上述問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種礦井涌水探測裝置及其方法，包括主動裝置、支架、鉆桿、取芯件和鉆頭，所述取芯件包括外筒和內筒，所述外筒與內筒之間固定有隔板，所述內筒的上下兩端分別設置有固定板，上端的所述固定板上設置有上夾緊件，下端的所述固定板上設置有下夾緊件和切割件，兩個所述固定板之間滑動連接有多個限位桿，多個所述限位桿分為三組且成三角形設置，所述上夾緊件包括上放置框，所述上放置框內滑動連接有若干個上夾板，所述下夾緊件包括下放置框，所述下放置框內滑動連接有若干個下夾環(huán)。

3、優(yōu)選地，所述切割件包括兩個對稱設置的u型架，所述u型架內均滑動連接有滑塊，兩個所述滑塊的外側分別連接有拉簧，兩個所述滑塊的相對側分別連接有切割刀，所述u型架內安裝有兩個導向輪，所述導向輪上纏繞有鋼繩，所述鋼繩的一端連接滑塊，所述鋼繩的另一端連接上端的固定板。

4、優(yōu)選地，兩個所述固定板上開設有三個沿其圓周方向的l型的滑槽，所述滑槽內分別設置有彈片，所述滑槽內分別滑動連接有滑動塊，所述彈片與滑動塊連接，所述滑槽內分別設置有若干個限位桿，上端的所述固定板與內筒的上端滑動連接，下端的所述固定板與內筒的下端固定連接。

5、優(yōu)選地，所述上放置框的下端開設有推出口，所述推出口用于上夾板從上放置框中滑出，所述上放置框的側壁開設有三個沿其圓周方向均布的側槽，所述上放置框上彈性連接有壓板，所述壓板用于推動若干個上夾板進行移動。

6、優(yōu)選地，所述上夾板上開設有三個沿其圓周方向均布的夾緊槽，所述夾緊槽的形狀為直角梯形，所述夾緊槽的斜面朝外。

7、優(yōu)選地，所述下放置框上彈性連接有擠壓板，所述擠壓板用于推動下夾環(huán)進行移動，所述擠壓板的中央開設有圓形通過孔，所述下放置框上開設有三個沿其圓周方向均布的長條槽。

8、優(yōu)選地，所述下放置框的上端開設有推出槽，所述推出槽用于下夾環(huán)從下放置框中滑出，所述下放置框和下夾環(huán)的側壁分別開設有用于切割件貫穿的通孔，所述下夾環(huán)上開設有三個沿其圓周方向均布的導向槽，所述導向槽為直角梯形，所述導向槽的斜面朝外，兩個所述u型架與內筒固定連接，兩個所述切割刀貫穿下放置框和下夾環(huán)進行相抵。

9、優(yōu)選地，所述內筒的內壁固定有固定塊，所述固定塊上滑動連接有滑桿，所述滑桿的上端與上端的固定板固定連接，所述滑桿的外壁固定有推出片。

10、優(yōu)選地，所述內筒為弧形，所述外筒側壁開設有與內筒缺口對應的長條形通孔，所述固定板上開設有口，所述固定板上的口朝向內筒的缺口和外筒上的通孔，所述外筒的上端和下端分別固定有封板。

11、一種礦井涌水探測方法，根據(jù)上述的一種礦井涌水探測裝置，包括以下步驟：

12、s1：巖心會穿過下夾緊件來到限位桿圍成的圓柱內，巖心會在中央繼續(xù)上升，與上端的固定板進行接觸并頂起；

13、s2：固定板上升帶動鋼繩進行移動，所述鋼繩移動后會拉動滑塊進行移動，滑塊移動的同時拉簧被拉長，同時切割刀跟著移動，切割刀跟著旋轉，對巖心外壁進行切割截斷；

14、s3：滑桿跟著上移，此時推出片被壓縮彎曲，巖心被截斷后，弧形片會將巖心彈出，同時巖心攜帶上夾板、下夾環(huán)和限位桿在固定板開口的限位下移動，同時加上離心力的作用，巖心會在內筒與隔板之間的空間中進行收納；

15、s4：巖心彈出后，新一組的限位桿被彈片和滑動塊推動到指定位置，接著壓板頂著上夾板下移，擠壓板頂著下夾環(huán)上移，夾緊槽卡接限位桿時，夾緊槽的斜面會抵著限位桿進行移動，使限位桿的上端對巖心進行夾緊，在下夾環(huán)的導向槽卡接限位桿時，導向槽的斜面會抵著限位桿進行移動，使限位桿的下端對巖心進行夾緊，進而對新的巖心進行夾持限位。

16、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下：

17、1、通過在外筒和內筒之間設置空間，同時通過隔板進行分隔，并通過上夾緊件、下夾緊件和切割件進行配合，實現(xiàn)了單次多取的作業(yè)方式，在需要分層取樣或多點對比分析時，無需反復進行整套鉆進-提升-卸載的機械循環(huán)，提高了地質勘探效率，增減少時間成本。

18、2、通過上夾緊件、下夾緊件和限位桿進行配和，對巖心整體進行夾持固定，防止鉆桿高速旋轉產生的離心力巖心發(fā)生徑向位移，導致巖心斷裂。

19、3、通過上夾緊件、下夾緊件和限位桿進行配和，多個限位桿對斷裂的巖心進行限位，使斷裂的巖心相互堆疊起來，防止取樣失效的情況發(fā)生。