[發明專利]巷道圍巖體多點離層量監測與測量裝置及安裝和測量方法

有效

• 申請號: 201310614482.5
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103616001A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 李昂
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 劉華

1.一種巷道圍巖體多點離層量的監測與測量裝置，該裝置由多點離層儀、鎖緊器、測量支架、位移計和鉛垂組成，其特征在于圍巖體（26）中鉆有一鉆孔（20）和另一鉆孔（25），一鉆孔（20）內安裝有多點離層儀，所述多點離層儀由一卡子（21-1）、二卡子（21-2）、N卡子（21-N）、一鋼絲繩（22-1）、二鋼絲繩（22-2）、N鋼絲繩（22-N）和離層儀掛鉤（18-1）、離層儀掛鉤（18-2）、離層儀掛鉤（18-N）組成，其中所述一卡子（21-1）、二卡子（21-2）、N卡子（21-N）兩側通過彈性鋼絲卡入在一鉆孔（20）的內壁上；所述一卡子（21-1）、二卡子（21-2）、N卡子（21-N）一端依次分別與一鋼絲繩（22-1）、二鋼絲繩（22-2）、N鋼絲繩（22-N）一端連接，所述一鋼絲繩（22-1）、二鋼絲繩（22-2）、N鋼絲繩（22-N）另一端依次分別與一離層儀掛鉤（18-1）、二離層儀掛鉤（18-2）、N離層儀掛鉤（18-N）一端連接；所述另一鉆孔（25）內安置有鎖緊器，所述鎖緊器內置有測量支架前端套管（8），所述前端套管（8）通過鎖緊絲體（6）與外螺紋錐體（1）緊密連接，所述外螺紋錐體（1）分別與鎖緊環（2）、錐形環（3）、墊片（4）、鎖緊螺母（5）、定位銷（7）連接，所述前端套管（8）與測量支架（9）固定連接，所述測量支架（9）上固定有位移計，所述位移計由測量尺（14）和讀數器（15）組成，所述測量支架（9）與可移動式支架（12）通過螺栓（11）與托板（17）連接，所述托板（17）與讀數器（15）連接，所述讀數器（15）與測量尺（14）連接，所述測量尺（14）一端通過鋼絲繩（22-?N）和前置掛件（24）掛住一離層儀掛鉤（18-N），所述位移計另一端通過拉繩（23）繞過滑輪（16）掛住鉛垂（19），最終由位移計上的讀數器（15）直接讀出讀數，所述測量支架（9）上開有多個圓孔（10），可移動式支架（12）上安裝有卡簧彈子（13），將可移動式支架（12）插入測量支架（9）中，通過卡簧彈子（13）卡入不同位置的圓孔（10）中，測量末端固定有滑輪（16）。

2.根據權利要求1所述的巷道圍巖體多點離層量監測與測量裝置，其特征在于所述鎖緊器由外螺紋錐體（1）、鎖緊環（2）、錐形環（3）、墊片（4）和鎖緊螺母（5）組成，其特征還在于所述外螺紋錐體（1）上套有鎖緊環（2），鎖緊環（2）外套有錐形環（3），錐形環（3）外套有墊片（4），墊片（4）外套有鎖緊螺母（5），通過旋轉鎖緊螺母（5）使外螺紋錐體（1）和錐形環（3）相互移近，引起鎖緊環（2）收到擠壓變形后發生徑向膨脹，鎖緊環（2）便牢牢鎖緊在鉆孔（25）內。

3.根據權利要求1和2所述巷道圍巖體多點離層量監測與測量裝置，其特征在于所述鎖緊環（2）外緣設為鋸齒狀或光面，其材料為帶開槽的金屬材料或橡膠材料或水泥基錨固材料或有機錨固材料。

4.根據權利要求1所述巷道圍巖體多點離層量監測與測量裝置，其特征在于所述前端套管（8）與測量支架（9）為焊接或螺栓錨固連接。

5.根據權利要求1所述巷道圍巖體多點離層量監測與測量裝置，其特征在于所述位移計為數顯游標卡尺或機械式游標卡尺或電子式位移計任意一種。

6.根據權利要求1所述巷道圍巖體多點離層量監測與測量裝置，其特征在于所述的外螺紋錐體（1）應與前端套管（8）緊密配合。

7.根據權利要求1所述巷道圍巖體多點離層量監測與測量裝置，其特征在于所述多點離層儀為兩個或兩個以上的離層儀。

8.根據權利要求1所述的巷道圍巖體多點離層量監測與測量裝置，其特征在于所述前端套管（8）上鑲嵌有定位銷（7），定位銷（7）應卡入帶外螺紋錐體（1）末端的卡槽內。

9.一種權利要求1所述測量裝置的安裝與測量方法：按下述步驟進行：

1）、選取所需監測巖體內部離層的斷面，在圍巖體（26）中采用錨桿鉆機與鉆孔（25）直徑匹配的鉆頭垂直于圍巖體（26）壁面向巖體內鉆進長于鎖緊器5~10公分，然后將鉆頭換成與一鉆孔（20）直徑相匹配的鉆頭，沿著鉆孔（25）中心繼續向巖體深部鉆進至待需觀測離層指定深度后，停止繼續向深處鉆進，并采用鉆頭前的壓風或者水對鉆孔內部進行清孔處理，直至鉆孔內再無巖渣或煤渣排出，便可取出鉆桿和鉆頭；

2）、按照監測不同深度處的離層設計要求，選取離層儀的數量，并采用錨索或者絲桿將多點離層儀安裝至鉆孔指定深度，安裝過程應由里向外依次安裝，并將帶有掛鉤（18-N）一端的N鋼絲繩（22-N）懸露于孔壁外，為了便于后期安裝鎖緊器，其鋼絲繩（22-N）外露端長度應不少于40公分長；

3）、安裝鎖緊器于另一鉆孔（25）內之前，需先裝配鎖緊器，將鎖緊環（2）、錐形環（3）、墊片（4）和依次套入外螺紋錐體（1）中，最后在外螺紋錐體（1）的外螺紋上旋轉并鎖緊螺母（5），但需保持鎖緊環（2）處于松弛狀態即可；

4）、把鋼絲繩（22）和掛鉤（18）穿過鎖緊器，并將鎖緊器送入另一鉆孔（25）中，使得鎖緊環（2）剛好卡入鉆孔孔壁，然后再次旋轉鎖緊螺母（5），使得外螺紋錐體（1）和錐形環（3）在外力作用下相互靠攏，從而擠壓鎖緊環（2）迫使發生縱向膨脹變形而牢牢鎖緊于鉆孔（25）內；

5）、將測量支架的前端套管（8）套入外螺紋錐體（1）中，并使外螺紋錐體（1）上的定位銷（7）卡入外螺紋錐體（1）卡槽中，然后采用鎖緊絲體（6）穿透外螺紋錐體（1）和前端套管（8），使測量支架固定于鎖緊器中；

6）、將位移計事先固定在測量支架的托板（17）上，然后按住卡簧彈子（13）使可移動式支架（12）穿插入測量支架（9）帶有圓孔（10）的空心管中，并按住實際測量范圍調整測量支架總長度，并將測量尺（14）一端掛住帶鉛垂（19）的拉繩（23），另一端通過前置掛件（24）掛住所需觀測的N離層儀的掛鉤（18-N），量測離層初始讀數時，應將測量尺（14）拉至最大量程，便于后期觀測；

7）、通過讀取讀數器（15）上面的表盤或顯示器，便可直接得到多點離層儀所在不同深度處初始值及后期變化值，并將數據及時記錄和處理，以此判斷一鉆孔（20）中不同深度處的離層量。