[發明專利]一種巷道圍巖整體變形監測裝置及方法

有效

• 申請號: 201610218985.4
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105783759B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 張農;楊森;謝正正;王洋;王化洋
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 周中民

1.一種巷道圍巖整體變形監測裝置，其特征在于：包括測量支架、調平基座和輔助定位裝置，測量支架通過槽道(30)垂直設置于調平基座上，并且測量支架可沿槽道(30)進行水平移動，測量支架上設有高度可調的激光測距儀(6)和觀察靶(12)，輔助定位裝置包括豎直設置的支撐桿(5)以及固定于支撐桿(5)上的激光定向儀(4)；

所述測量支架包括旋轉裝置、固定桿(14)、伸縮桿(13)和滑動底座(19)，固定桿(14)垂直設置于滑動底座(19)上，固定桿(14)內設有伸縮桿(13)以及調節伸縮桿(13)伸出長度的調節機構，在伸縮桿(13)上設置旋轉裝置和觀察靶(12)，旋轉裝置的旋轉軸線與伸縮桿(13)中心軸線垂直，觀察靶(12)的靶平面與伸縮桿(13)中心軸線平行，在旋轉裝置上豎直設置激光測距儀(6)；

所述旋轉裝置包括轉軸(7)、手柄(9)和承托基座(8)，承托基座(8)內沿水平方向設置轉軸槽，轉軸(7)穿過轉軸槽，轉軸(7)一端與激光測距儀(6)相連，轉軸(7)另一端與手柄(9)相連，在承托基座(8)靠近手柄(9)一側端部設有角度刻度盤(11)，在轉軸(7)與手柄(9)相連的一端設有角度指針(10)。

2.根據權利要求1所述的一種巷道圍巖整體變形監測裝置，其特征在于：所述調節機構包括限位螺栓(15)、固定螺母(16)、限位孔槽(17)和圓柱彈簧(18)，在固定桿(14)上沿豎直方向開設限位孔槽(17)，限位螺栓(15)通過限位孔槽(17)穿入伸縮桿(13)的螺栓定位孔內，限位螺栓(15)上設有固定螺母(16)，通過固定螺母(16)將限位螺栓(15)固定在限位孔槽(17)內，圓柱彈簧(18)設置在固定桿(14)內部，且圓柱彈簧(18)位于伸縮桿(13)的下方。

3.根據權利要求1所述的一種巷道圍巖整體變形監測裝置，其特征在于：所述滑動底座(19)設置于槽道(30)內，滑動底座(19)設有豎直方向的螺紋孔(21)，螺紋孔(21)內設有定位螺栓(20)。

4.根據權利要求1所述的一種巷道圍巖整體變形監測裝置，其特征在于：所述調平基座包括底座(22)、立柱(23)、托盤(24)和伸縮臂，立柱(23)垂直固定于底座(22)上，托盤(24)通過半球型凹槽(28)與立柱(23)的球型端頭(29)連接，托盤(24)上設有槽道(30)和圓形氣泡水平儀(31)，在立柱(23)圓周均布多個伸縮臂，伸縮臂兩端分別連接托盤(24)和立柱(23)。

5.根據權利要求4所述的一種巷道圍巖整體變形監測裝置，其特征在于：所述伸縮臂包括內桿(25)、外桿(26)和螺旋伸縮管(27)，外桿(26)中套設內桿(25)，內桿(25)上端與托盤(24)相連，內桿(25)外壁設有外螺紋，外桿(26)下端與立柱(23)相連，在外桿(26)上端固定螺旋伸縮管(27)，螺旋伸縮管(27)內壁設有與內桿(25)外螺紋相匹配的內螺紋。

6.根據權利要求4所述的一種巷道圍巖整體變形監測裝置，其特征在于：所述底座(22)呈三角形，在底座(22)的三個角上設有固定孔，固定孔內設有鋼釬(32)。

7.根據權利要求1所述裝置的巷道圍巖整體變形監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(S1)劃定待觀測的巷道長度，根據觀測精度需求，設置斷面監測點數量和間距，并進行標識；

(S2)在采動影響區外，針對巷道圍巖實施小范圍強力支護，在強力支護區內組裝輔助定位裝置；

(S3)在第一處斷面監測點組裝測量支架和調平基座；

(S4)調節觀察靶(12)高度，沿槽道(30)調整測量支架水平位置，使輔助定位裝置的激光定向儀(4)投射的激光射線(3)命中觀察靶(12)中心；

(S5)利用激光測距儀(6)在豎直平面內旋轉測距，并記錄觀測數據，然后移動測量支架和調平基座到下一個斷面監測點；

(S6)重復步驟(S4)和(S5),直到完成所有斷面監測點的觀測；

(S7)根據斷面監測點的位置關系和記錄的觀測數據，利用軟件繪制巷道圍巖三維形態圖，確定巷道圍巖的整體變形特征。