[發明專利]一種巷道圍巖三維位移多級別數字化測量裝置

有效

• 申請號: 201510239219.1
• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN105180753B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 王衛軍;郭罡業;余偉健
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01B5/02
• 分類號: G01B5/02
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙)43108
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本發明涉及巷道圍巖位移測量領域，具體涉及一種巷道圍巖三維位移多級別數字化測量裝置。

背景技術

巷道開挖后對巷道穩定性有影響的周圍巖體稱為巷道圍巖；巷道圍巖內部巖層的移動是指巷道內部巖層相對于巷道中心而發生的三維空間移動情況。

目前，礦山巷道圍巖內部巖層移動測量工具相對欠缺，以往礦上巷道內部圍巖移動情況測量使用的是多點位移計或頂板離層測量儀。多點位移計測量圍巖內部巖層移動很方便，且被普遍采用，但是多點位移計設計的初衷是為了測量巷道圍巖內部巖層相對于巷道中心的前后移動位移大小，如果巷道內部圍巖只發生前后移動，多點位移計可以起到很好的效果，假設巷道內部巖層發生了左右或上下位移而引起多點位移計發生示數顯示，那么就會被誤認為是巷道內部巖層發生了前后位移而誤判巷道內部巖層移動形勢，進而引起巷道圍巖修正支護設計出現偏差，造成支護效果不佳。

發明內容

本發明的目的在于克服現有巷道圍巖位移測量裝置的不足，提供一種能對巷道圍巖進行三維位移測量、位移值由數字顯示、精度高、安全可靠的巷道圍巖三維位移多級別數字化測量裝置。

本發明的目的是通過如下的技術方案來實現的：巷道圍巖三維位移多級別數字化測量裝置包括錨固端、一級位移桿、二級位移桿、三級位移桿、細鋼絲繩、位移顯示盤、鋼絲繩線圈棒和小型里程表；

一級位移桿、二級位移桿、三級位移桿兩端面均勻開有12個小孔，所述一級位移桿的上端與二級位移桿的下端固定相連，所述二級位移桿的上端與三級位移桿的下端固定相連，所述一級位移桿的下端固定安裝有錨固端，所述三級位移桿的上端與位移顯示盤固定相連；

所述位移顯示盤分為位移量顯示內盤和位移量顯示外盤，所述位移量顯示內盤上依次劃分有一級鋼絲繩放置環、二級鋼絲繩放置環、三級鋼絲繩放置環，所述一、二、三級鋼絲繩放置環上分別均勻開有12個鋼絲繩槽，所述鋼絲繩槽內安裝有鋼絲繩線圈棒；

所述位移量顯示內盤上扣合有位移量顯示外盤，所述位移量顯示外盤與所述位移量顯示內盤的一、二、三級鋼絲繩放置環相應位置處依次劃分有一級小型里程表放置環、二級小型里程表放置環、三級小型里程表放置環，所述位移量顯示外盤與所述鋼絲繩槽相應位置處均開有位移表槽，所述位移表槽內安裝有小型里程表，所述小型里程表與相應位置處的鋼絲繩線圈棒相連；

第一批12根細鋼絲繩一端分別固定在一級位移桿下端面的12個小孔上，另一端穿過一、二、三級位移桿后分別固定在一級鋼絲繩放置環中對應的鋼絲繩線圈棒上，并纏繞在所述鋼絲繩線圈棒上；第二批12根細鋼絲繩一端分別固定在二級位移桿下端面的12個小孔上，另一端穿過二、三級位移桿后分別固定在二級鋼絲繩放置環中對應的鋼絲繩線圈棒上，并纏繞在所述鋼絲繩線圈棒上；第三批12根細鋼絲繩一端分別固定在三級位移桿下端面的12個小孔上，另一端穿過三級位移桿后分別固定在三級鋼絲繩放置環中對應的鋼絲繩線圈棒上，并纏繞在所述鋼絲繩線圈棒上。

具體地，所述一級位移桿由為小圓柱實體的一級圓柱段組成，所述一級圓柱段兩端面均勻開有12個小孔，在細鋼絲繩的作用下緊緊連接為一級位移桿；所述二級位移桿由為小圓柱實體的二級圓柱段組成，所述二級圓柱段兩端面均勻開有12個小孔，在細鋼絲繩的作用下緊緊連接為二級位移桿；所述三級位移桿由為小圓柱實體的三級圓柱段組成，所述三級圓柱段兩端面均勻開有12個小孔，在細鋼絲繩的作用下緊緊連接為三級位移桿。

進一步地，所述二級位移桿下端與三級位移桿下端還包含有圓柱段凸起，所述一級位移桿的上端經圓柱段凸起與二級位移桿的下端相連，并配合高強度膠結劑進行固定；所述二級位移桿的上端經圓柱段凸起與三級位移桿的下端相連，并配合高強度膠結劑進行固定。

進一步地，所述一級位移桿、二級位移桿、三級位移桿的長度均為50cm。

具體地，所述錨固端包括一個圓錐體，所述圓錐體底部固定有用于與所述一級位移桿連接的螺紋桿，所述圓錐體底部邊緣均勻分布三根用于加強錨固作用的倒刺。

具體地，所述小型里程表與相應位置處的鋼絲繩線圈棒通過齒輪相連。

所述齒輪分為驅動齒輪和小齒輪，所述鋼絲繩線圈棒兩側各安裝有一個驅動齒輪，所述小型里程表兩側各安裝有一個小齒輪，所述小齒輪與相應位置處的驅動齒輪卡合。

具體地，所述鋼絲繩槽、位移表槽均由一個大方形孔和位于大方形孔兩側的扁形孔組成，所述鋼絲繩線圈棒、小型里程表安裝在大方形孔內，所述驅動齒輪、小齒輪安裝在扁形孔內。