[發(fā)明專利]巷道圍巖體多點離層量監(jiān)測與測量裝置及安裝和測量方法

有效

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• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103616001A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)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

技術領域

本發(fā)明涉及一種頂?shù)装寮皫筒慷帱c離層高精度測量裝置，屬于隧道及礦山圍巖體內部離層量測量裝置技術領域，具體涉及巷道圍巖體多點離層量監(jiān)測與測量裝置及安裝和測量方法。

背景技術

目前，針對隧道及礦山圍巖體內部離層量的監(jiān)測，最常用的是兩類儀器,一種是電子式監(jiān)測儀器，另一種是機械式監(jiān)測儀器。前者電子式監(jiān)測儀器是將離層變化引起的位移信號轉化為電子信號，實現(xiàn)對圍巖內部離層量的監(jiān)測，但存在其結構復雜、加工成本及后期維護成本高、返修率高、易受潮和水的侵蝕而引起設備失靈等缺陷，不易大面積推廣使用；后者機械式監(jiān)測儀器，雖然結構較簡單，但存在測量精度往往較低、量程有限、易銹蝕失靈等缺陷。總結兩種儀器的共同不足之處在于：離層監(jiān)測點數(shù)量較少，一般為2~4個，不能完全反映圍巖體內部具體的離層位置，特別是當數(shù)量超過6個以上的測點時往往無計可施；離層監(jiān)測主要在頂板使用，對于兩幫部及底板離層的監(jiān)測不易安裝操作；測量行程有限，對于圍巖體變形量較大的斷面，經常因其超過自身測量行程而失效；安裝過程需要專業(yè)工程技術人員方可正確安裝，否則將可能影響儀器的正常使用，對于未經專門培訓的廣大施工人員，不易正確安裝操作；靈敏度低，往往僅能精確到0.1~1mm，特別是對于測繩一側受到彈簧拉緊作用，長期暴露在潮濕的空氣中，往往引起彈簧失效或銹蝕而使監(jiān)測儀器失靈，導致無法真實有效地讀取數(shù)據(jù)，給隧道及礦山井巷工程造成極大的安全隱患。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單、多點離層監(jiān)測、行程不限、安裝和使用方便、造價低廉、離層量測量精度高的巷道圍巖體多點離層量監(jiān)測與測量裝置。

本發(fā)明的另一目的是提供安裝和測量方法。

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的技術方案是這樣解決的：一種巷道圍巖體多點離層量的監(jiān)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，本發(fā)明的特殊之處在于圍巖體中鉆有一鉆孔和另一鉆孔，一鉆孔內安裝有多點離層儀，所述多點離層儀由一卡子、二卡子、N卡子、一鋼絲繩、二鋼絲繩、N鋼絲繩和一離層儀掛鉤、二離層儀掛鉤、N離層儀掛鉤組成，其中所述一卡子、二卡子、N卡子兩側通過彈性鋼絲卡入在一鉆孔的內壁上；所述一卡子、二卡子、N卡子一端依次分別與鋼一絲繩、二鋼絲繩、N鋼絲繩一端連接，所述一鋼絲繩、二鋼絲繩、N鋼絲繩另一端依次分別與一離層儀掛鉤、二離層儀掛鉤、N離層儀掛鉤一端連接；所述另一鉆孔內安置有鎖緊器，所述鎖緊器內置有測量支架前端套管，所述前端套管通過鎖緊絲體與外螺紋錐體緊密連接，所述外螺紋錐體分別與鎖緊環(huán)、錐形環(huán)、墊片、鎖緊螺母、定位銷連接，所述前端套管與測量支架固定連接，所述測量支架上固定有位移計，所述位移計由測量尺和讀數(shù)器組成，所述測量支架與可移動式支架通過螺栓與托板連接，所述托板與讀數(shù)器連接，所述讀數(shù)器與測量尺連接，所述測量尺一端通過N鋼絲繩和前置掛件掛住N離層儀掛鉤，所述位移計另一端通過拉繩繞過滑輪掛住鉛垂，最終由位移計上的讀數(shù)器直接讀出讀數(shù)，所述測量支架上開有多個圓孔，可移動式支架上安裝有卡簧彈子，將可移動式支架插入測量支架中，通過卡簧彈子卡入不同位置的圓孔中，測量末端固定有滑輪。

所述鎖緊器由外螺紋錐體、鎖緊環(huán)、錐形環(huán)、墊片和鎖緊螺母組成，所述外螺紋錐體上套有鎖緊環(huán)，鎖緊環(huán)外套有錐形環(huán)，錐形環(huán)外套有墊片，墊片外套有鎖緊螺母，通過旋轉鎖緊螺母使外螺紋錐體和錐形環(huán)相互移近，引起鎖緊環(huán)收到擠壓變形后發(fā)生徑向膨脹，鎖緊環(huán)便牢牢鎖緊在鉆孔內。

所述鎖緊環(huán)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。

所述前端套管與測量支架為焊接或螺栓錨固連接。

所述位移計為數(shù)顯游標卡尺或機械式游標卡尺或電子式位移計任意一種。

所述的外螺紋錐體應與前端套管緊密配合。

所述多點離層儀為兩個或兩個以上的離層儀。

所述前端套管上鑲嵌有定位銷，定位銷應卡入帶外螺紋錐體末端的卡槽內。

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(jiān)測巖體內部離層的斷面，在圍巖體中采用錨桿鉆機與另一鉆孔直徑匹配的鉆頭垂直于圍巖體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直徑相匹配的鉆頭，沿著另一鉆孔中心繼續(xù)向巖體深部鉆進至待需觀測離層指定深度后，停止繼續(xù)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；