本发明公开了一种煤矿水文观测孔取水装置及操作方法，包括桶体、空气收放装置、阻尼器、进水板和进水口开闭装置；进水板固定在桶体内部，并将桶体内部分隔成两过滤缓冲空间和装水空间；所述空气收放装置包括进气管和橡胶气囊，橡胶气囊处于装水空间内，且进气管一端与橡胶气囊连接、另一端装有截止阀；阻尼器装在装水空间内；所述进水口开闭装置包括壳体、两个推拉板、两个推拉杆和两个驱动管，当两个推拉杆在两个驱动管内相向滑动时，能带动两个推拉板在两个滑槽内沿滑槽方向相向移动，进而使两个推拉板一端从壳体伸出至通孔内，最终两个推拉板一端相互接触对通孔进行封闭。能实现取水过程中杂质过滤、降低晃动及装水后自动关闭取水器的过程。
1.一种煤矿水文观测孔取水装置，其特征在于，包括桶体、空气收放装置、阻尼器、进水板和进水口开闭装置；
所述桶体上端封闭、下端为敞口，桶体的下端敞口处装有过滤网，所述进水板固定在桶体内部，并将桶体内部分隔成两个空间，其中进水板与过滤网之间的空间为过滤缓冲空间，进水板与桶体上端之间的空间为装水空间；所述进水板上开设进水口，桶体上端设有排气孔；
所述空气收放装置包括进气管和橡胶气囊，进气管一端穿过桶体上端进入装水空间，进气管另一端处于桶体外部，且进气管与桶体上部固定连接，橡胶气囊处于装水空间内，且橡胶气囊与进气管一端连接，进气管另一端装有截止阀；所述阻尼器装在装水空间内；
所述进水口开闭装置包括壳体、两个推拉板、两个推拉杆和两个驱动管，壳体的中心开设与进水口形状相同的通孔，壳体固定在进水板上，且使其通孔与进水口重合，处于通孔两侧的壳体内部对称各设有一个滑槽，两个推拉板分别处于两个滑槽内，且两个推拉板一端相对设置，两个驱动管对称固定在壳体两侧，两个驱动管的一端分别与各自靠近的滑槽连通，两个推拉杆分别设置在两个驱动管内，且两个推拉杆的一端分别伸入两个滑槽内与两个推拉板另一端连接，两个推拉杆的一端装有活塞；当两个推拉杆在两个驱动管内相向滑动时，能带动两个推拉板在两个滑槽内沿滑槽方向相向移动，进而使两个推拉板一端从壳体伸出至通孔内，最终两个推拉板一端相互接触对通孔进行封闭；
所述两个驱动管另一端分别通过两个传气导管与空气收放装置的进气管连通。
2. 根据权利要求1 所述的一种煤矿水文观测孔取水装置，其特征在于，所述阻尼器为带有重心球的阻尼器，其中重心球的产生的重力必须大于整个取水装置放入水中产生的浮力。
3. 根据权利要求2 所述的一种煤矿水文观测孔取水装置，其特征在于，所述两个推拉板一端均装有齿缝密封条，在两者接触时能相互啮合密封；两个齿缝密封条的材质均为磁性材料，且两个齿缝密封条的磁性相异。
4.一种根据权利要求3所述的煤矿水文观测孔取水装置的操作方法，其特征在于，具体步骤为：
A、先打开截止阀使橡胶气囊处于初始状态，并充满空气，同时使两个推拉板分别处于两个滑槽内，此时通孔处于完全打开状态，完成后关闭截止阀；
B、工作人员采用收拉绳连接在桶体上部，然后将取水装置放入所需取水的矿井内，直至达到水面时开始进行取水，在放入及取水过程中，阻尼器能降低桶体受到外力时产生的晃动幅度，保证桶体处于正立状态，不会出现翻转情况；
C、取水时，工作人员持续降低取水装置的高度，由于阻尼器中的重心球的产生的重力大于整个取水装置放入水中产生的浮力，因此整个装置进入水体后会继续下降，此时水经过过滤网的过滤后先进入过滤缓冲空间，然后经过进水口及通孔进入装水空间内，由于装水空间内进入水，其内部空气会从桶体上端的排气孔持续排出，保证桶体内部气压不会增大，使得水持续进入装水空间，当水的液位超过橡胶气囊后，装水空间内的水会对橡胶气囊施加压力，进而使橡胶气囊内部的空气压力增大并通过两个传气导管分别传递至两个驱动管内，空气压力开始对两个推拉杆施加推力，进而使两个推拉杆相向滑动，带动两个推拉板在两个滑槽内沿滑槽方向相向移动，进而使两个推拉板一端从壳体伸出至通孔内，随着装水空间内水位的升高，橡胶气囊持续被挤压，最终两个推拉板一端的齿缝密封条相互压紧接触，在两者接触时能相互啮合实现对通孔的封闭，并且由于两个齿缝密封条的磁性相异，因此两者接触时会产生磁吸效应进一步保证两个推拉板对通孔封堵的密封性，此时装水空间内部装的水与外部水体隔绝，完成取水过程；
D、工作人员从矿井口观察，当取水装置的高度降低至整个取水装置全部进入水体内时，即能开始提起取水装置，在上升过程中，装水空间内的水持续压缩橡胶气囊，进而使空气收放装置和进水口开闭装置之间形成自锁结构，保证取水装置在从矿井内取出过程中两个推拉板对通孔的密封性，最终取水装置从矿井内取出，在需要将装水空间内的水取出时，仅需将截止阀打开，使传气导管被压缩的高压空气从进气管排出，然后手动将两个推拉板打开完成整个取水过程。
一种煤矿水文观测孔取水装置及操作方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种煤矿井下取水技术领域，具体是一种煤矿水文观测孔取水装置及操作方法。
背景技术
[0002] 在煤矿的开采过程中，煤矿水文观测工作是煤矿开采的重要组成部分。需要对煤矿水文观测孔内的水文条件进行实时的观测分析，来确保煤矿附近各个含水层的水文条件一直处于可控制的安全范围之内，从而确保煤矿工作人员的安全。同时，在工作过程中需要对勘察钻井里的水进行采样并进行水质分析，进而为煤矿开采施工中的许多步骤及操作提供可靠依据。在现实环境中，井下水文观测孔目前采用的仍然是人工井下观测，受井下条件限制，如果发生淹井或淹采区事故，会对井下工作人员带来安全隐患，因此目前开始采用煤矿水文观测孔取水装置代替人工井下取水意义重大。
[0003] 在煤矿水文观测孔取水装置进行取水的过程中，由于受井下地质水文条件的影响，以及各含水层存在不明的条件基础上，会遇到很多的问题，如：在取样时受井内急流影响，而造成取水器的晃动无法提取水样；使用时在取水过程中可能连同泥沙等杂质一同取上来，造成不必要的麻烦；同时在取水器装水时技术人员只能凭借感觉和经验去判断是否已经装满并关闭取水口，完成取水过程，给技术人员带来不便；此外有的取水器需要额外借助微型水泵进行抽水，使用过程复杂且不方便携带。
[0004] 现有的专利号为CN200720092276.2的发明专利考虑到对水中杂质的过滤效果以及对装置使用寿命的延长，而对于整个矿井地下水环境来讲，仅考虑了去除杂质的问题，对于上述提到的其他外界因素对装置的影响均未解决。因此，如何提供一种观测孔取水装置，使其能实现取水过程中杂质过滤、降低晃动及装水后自动关闭取水器，是本行业的研究方向。
发明内容
[0005] 针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种煤矿水文观测孔取水装置及操作方法，仅需将取水装置放入矿井内的水体中，其就能实现取水过程中杂质过滤、降低晃动及装水后自动关闭取水器的过程。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种煤矿水文观测孔取水装置，包括桶体、空气收放装置、阻尼器、进水板和进水口开闭装置；
[0007] 所述桶体上端封闭、下端为敞口，桶体的下端敞口处装有过滤网，所述进水板固定在桶体内部，并将桶体内部分隔成两个空间，其中进水板与过滤网之间的空间为过滤缓冲空间，进水板与桶体上端之间的空间为装水空间；所述进水板上开设进水口，桶体上端设有排气孔；
[0008] 所述空气收放装置包括进气管和橡胶气囊，进气管一端穿过桶体上端进入装水空间，进气管另一端处于桶体外部，且进气管与桶体上部固定连接，橡胶气囊处于装水空间内，且橡胶气囊与进气管一端连接，进气管另一端装有截止阀；所述阻尼器装在装水空间内；
[0009] 所述进水口开闭装置包括壳体、两个推拉板、两个推拉杆和两个驱动管，壳体的中心开设与进水口形状相同的通孔，壳体固定在进水板上，且使其通孔与进水口重合，处于通孔两侧的壳体内部对称各设有一个滑槽，两个推拉板分别处于两个滑槽内，且两个推拉板一端相对设置，两个驱动管对称固定在壳体两侧，两个驱动管的一端分别与各自靠近的滑槽连通，两个推拉杆分别设置在两个驱动管内，且两个推拉杆的一端分别伸入两个滑槽内与两个推拉板另一端连接，两个推拉杆的一端装有活塞；当两个推拉杆在两个驱动管内相向滑动时，能带动两个推拉板在两个滑槽内沿滑槽方向相向移动，进而使两个推拉板一端从壳体伸出至通孔内，最终两个推拉板一端相互接触对通孔进行封闭；
[0010] 所述两个驱动管另一端分别通过两个传气导管与空气收放装置的进气管连通。
[0011] 进一步，所述阻尼器为带有重心球的阻尼器，其中重心球的产生的重力必须大于整个取水装置放入水中产生的浮力。这样能保证整个取水装置入水后能继续向下使整个装置进入水体内，便于取水工作的顺利进行，防止由于浮力对取水过程造成影响。
[0012] 进一步，所述两个推拉板一端均装有齿缝密封条，在两者接触时能相互啮合密封；两个齿缝密封条的材质均为磁性材料，且两个齿缝密封条的磁性相异。这种结构及材料能进一步增加两个推拉板在对通孔封堵时的密封效果。
[0013] 一种煤矿水文观测孔取水装置的操作方法，具体步骤为：
[0014] A、先打开截止阀使橡胶气囊处于初始状态，并充满空气，同时使两个推拉板分别处于两个滑槽内，此时通孔处于完全打开状态，完成后关闭截止阀；
[0015] B、工作人员采用收拉绳连接在桶体上部，然后将取水装置放入所需取水的矿井内，直至达到水面时开始进行取水，在放入及取水过程中，阻尼器能降低桶体受到外力时产生的晃动幅度，保证桶体处于正立状态，不会出现翻转情况；
[0016] C、取水时，工作人员持续降低取水装置的高度，由于阻尼器中的重心球的产生的重力大于整个取水装置放入水中产生的浮力，因此整个装置进入水体后会继续下降，此时水经过过滤网的过滤后先进入过滤缓冲空间，然后经过进水口及通孔进入装水空间内，由于装水空间内进入水，其内部空气会从桶体上端的排气孔持续排出，保证桶体内部气压不会增大，使得水持续进入装水空间，当水的液位超过橡胶气囊后，装水空间内的水会对橡胶气囊施加压力，进而使橡胶气囊内部的空气压力增大并通过两个传气导管分别传递至两个驱动管内，空气压力开始对两个推拉杆施加推力，进而使两个推拉杆相向滑动，带动两个推拉板在两个滑槽内沿滑槽方向相向移动，进而使两个推拉板一端从壳体伸出至通孔内，随着装水空间内水位的升高，橡胶气囊持续被挤压，最终两个推拉板一端的齿缝密封条相互压紧接触，在两者接触时能相互啮合实现对通孔的封闭，并且由于两个齿缝密封条的磁性相异，因此两者接触时会产生磁吸效应进一步保证两个推拉板对通孔封堵的密封性，此时装水空间内部装的水与外部水体隔绝，完成取水过程；
[0017] D、工作人员从矿井口观察，当取水装置的高度降低至整个取水装置全部进入水体内时，即能开始提起取水装置，在上升过程中，装水空间内的水持续压缩橡胶气囊，进而使空气收放装置和进水口开闭装置之间形成自锁结构，保证取水装置在从矿井内取出过程中两个推拉板对通孔的密封性，最终取水装置从矿井内取出，在需要将装水空间内的水取出时，仅需将截止阀打开，使传气导管被压缩的高压空气从进气管排出，然后手动将两个推拉板打开完成整个取水过程。
[0018] 与现有技术相比，本发明采用桶体、空气收放装置、阻尼器、进水板和进水口开闭装置相结合方式，具有如下优点：
[0019] 1、本发明在取水时工作人员仅需将取水装置通过收拉绳从矿井口下落至矿井内的水体中，此时取水装置就能实现取水过程中杂质过滤及装水后自动关闭取水器的过程，通过观察整个取水装置均进入水体后即可进行提起，此时由于空气收放装置和进水口开闭装置之间形成自锁结构，保证取水装置在从矿井内取出过程中两个推拉板对通孔的密封性，最终取水装置从矿井内取出；整个过程操作人员仅需进行取水装置的下落及提升操作，无需关注装水情况，取水装置能自动进行装水及封闭进水口的工作，从而大大简便了取水流程，并且能保证所需的取水量。
[0020] 2、本发明的取水装置区别于传统的取水装置，其结构简单，携带方便，不需要任何额外动力设备，仅需人工即可实施。
[0021] 3、本发明中的阻尼器，能够保证取水装置在从矿井下落过程中整体趋于垂直的姿态进行下落，并且在取水时若水体处于急流状态，加上可能存在的风流，通过阻尼器的作用能在复杂的井下环境中保持取水装置的姿态防止其发生翻转，从而能够顺利的进行取水。
附图说明
[0022] 图1是本发明的整体结构意图；
[0023] 图2是本发明中阻尼器的结构示意图；
[0024] 图3是本发明中空气收放装置及进水口开闭装置的结构示意图；
[0025] 图4是本发明中进水口开闭装置的结构示意图；
[0026] 图5是本发明中推拉板及推拉杆的结构示意图。
[0027] 图中：1、收拉绳，2、桶体，3、空气收放装置，3‑1、截止阀，3‑2、进气管，3‑3、橡胶气囊，3‑4、传气导管，4、阻尼器，4‑1、重心球，5、进水口开闭装置，5‑1、推拉杆，5‑2、通孔，5‑3、齿缝密封条，5‑4、壳体，5‑5、驱动管，5‑6、推拉板，6、进水板，7、过滤网。
具体实施方式
[0028] 下面将对本发明作进一步说明。
[0029] 如图1所示，一种煤矿水文观测孔取水装置，包括桶体2、空气收放装置3、阻尼器4、进水板6和进水口开闭装置5；
[0030] 所述桶体2上端封闭、下端为敞口，桶体2的下端敞口处装有过滤网7，所述进水板6固定在桶体2内部，并将桶体2内部分隔成两个空间，其中进水板6与过滤网7之间的空间为过滤缓冲空间，进水板6与桶体2上端之间的空间为装水空间；所述进水板6上开设进水口，桶体2上端设有排气孔；
[0031] 所述空气收放装置包括进气管3‑2和橡胶气囊3‑3，进气管3‑2一端穿过桶体2上端进入装水空间，进气管3‑2另一端处于桶体2外部，且进气管3‑2与桶体2上部固定连接，橡胶气囊3‑3处于装水空间内，且橡胶气囊3‑3与进气管3‑2一端连接，进气管3‑2另一端装有截止阀3‑1；所述阻尼器4装在装水空间内；如图2所示，所述阻尼器4为带有重心球4‑1的阻尼器，其中重心球4‑1的产生的重力必须大于整个取水装置放入水中产生的浮力。这样能保证整个取水装置入水后能继续向下使整个装置进入水体内，便于取水工作的顺利进行，防止由于浮力对取水过程造成影响。
[0032] 所述进水口开闭装置5包括壳体5‑4、两个推拉板5‑6、两个推拉杆5‑1和两个驱动管5‑5，壳体5‑4的中心开设与进水口形状相同的通孔5‑2，壳体5‑4固定在进水板6上，且使其通孔5‑2与进水口重合，处于通孔5‑2两侧的壳体5‑4内部对称各设有一个滑槽，两个推拉板5‑6分别处于两个滑槽内，且两个推拉板5‑6一端相对设置，两个驱动管5‑5对称固定在壳体5‑4两侧，两个驱动管5‑5的一端分别与各自靠近的滑槽连通，两个推拉杆5‑1分别设置在两个驱动管5‑5内，且两个推拉杆5‑1的一端分别伸入两个滑槽内与两个推拉板5‑6另一端连接，两个推拉杆5‑1的一端装有活塞；当两个推拉杆5‑1在两个驱动管5‑5内相向滑动时，能带动两个推拉板5‑6在两个滑槽内沿滑槽方向相向移动，进而使两个推拉板5‑6一端从壳体5‑4伸出至通孔5‑2内，最终两个推拉板5‑6一端相互接触对通孔5‑2进行封闭；所述两个推拉板5‑6一端均装有齿缝密封条5‑3，在两者接触时能相互啮合密封；两个齿缝密封条5‑3的材质均为磁性材料，且两个齿缝密封条5‑3的磁性相异。这种结构及材料能进一步增加两个推拉板5‑6在对通孔5‑2封堵时的密封效果。
[0033] 所述两个驱动管5‑5另一端分别通过两个传气导管3‑4与空气收放装置3的进气管3‑2连通。
[0034] 上述取水装置的操作方法，具体步骤为：
[0035] A、先打开截止阀3‑1使橡胶气囊3‑3处于初始状态，并充满空气，同时使两个推拉板5‑6分别处于两个滑槽内，此时通孔5‑2处于完全打开状态，完成后关闭截止阀3‑1；
[0036] B、工作人员采用收拉绳1连接在桶体2上部，然后将取水装置放入所需取水的矿井内，直至达到水面时开始进行取水，在放入及取水过程中，阻尼器4能降低桶体2受到外力时产生的晃动幅度，保证桶体2处于正立状态，不会出现翻转情况；
[0037] C、取水时，工作人员持续降低取水装置的高度，由于阻尼器4中的重心球4‑1的产生的重力大于整个取水装置放入水中产生的浮力，因此整个装置进入水体后会继续下降，此时水经过过滤网7的过滤后先进入过滤缓冲空间，然后经过进水口及通孔5‑2进入装水空间内，由于装水空间内进入水，其内部空气会从桶体2上端的排气孔持续排出，保证桶体内部气压不会增大，使得水持续进入装水空间，当水的液位超过橡胶气囊3‑3后，装水空间内的水会对橡胶气囊3‑3施加压力，如图3和4所示，进而使橡胶气囊3‑3内部的空气压力增大并通过两个传气导管3‑4分别传递至两个驱动管5‑5内，空气压力开始对两个推拉杆5‑1施加推力，进而使两个推拉杆5‑1相向滑动，带动两个推拉板5‑6在两个滑槽内沿滑槽方向相向移动，进而使两个推拉板5‑6一端从壳体5‑4伸出至通孔5‑2内，随着装水空间内水位的升高，橡胶气囊3‑3持续被挤压，最终两个推拉板5‑6一端的齿缝密封条5‑3相互压紧接触，在两者接触时能相互啮合实现对通孔5‑2的封闭，并且由于两个齿缝密封条5‑3的磁性相异，因此两者接触时会产生磁吸效应进一步保证两个推拉板5‑6对通孔5‑2封堵的密封性，此时装水空间内部装的水与外部水体隔绝，完成取水过程；
[0038] D、工作人员从矿井口观察，当取水装置的高度降低至整个取水装置全部进入水体内时，即能开始提起取水装置，在上升过程中，装水空间内的水持续压缩橡胶气囊3‑3，进而使空气收放装置3和进水口开闭装置5之间形成自锁结构，保证取水装置在从矿井内取出过程中两个推拉板5‑6对通孔5‑2的密封性，最终取水装置从矿井内取出，在需要将装水空间内的水取出时，仅需将截止阀3‑1打开，使传气导管3‑4被压缩的高压空气从进气管3‑2排出，然后手动将两个推拉板5‑6打开完成整个取水过程。
[0039] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
