[實用新型]用于巷道圍巖的多參數監測裝置

有效

• 申請號: 201821173441.1
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN208606799U
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 賀心燕;寧掌玄;徐青云;朱潤生;李國慶
• 申請（專利權）人: 山西大同大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 洛陽啟越專利代理事務所(普通合伙) 41154
• 代理人: 吳楠

本實用新型公開了一種用于巷道圍巖的多參數監測裝置，監測組件包括膨脹水泥圓柱、雙螺旋金屬管骨架、應變片和電纜，雙螺旋金屬管骨架和應變片均處于膨脹水泥圓柱內，雙螺旋金屬管骨架包括金屬管和連接支管，兩個金屬管呈雙螺旋設置，兩個金屬管之間通過多個連接支管固定連接，多個應變片分別固定在多個連接支管上且相鄰應變片之間相互垂直，電纜的一端伸入膨脹水泥圓柱內且電纜各個電芯分別與各個應變片引線對應連接，電纜的另一端穿過雙螺旋金屬管骨架從膨脹水泥圓柱的端部引出；測距儀固定于膨脹水泥圓柱引出電纜的端部。其能同時對同一位置圍巖進行受力、變形、位移和離層情況實時監測，從而使工作人員能精確對圍巖穩定性進行判斷。

技術領域

本實用新型涉及一種監測裝置，具體是一種用于巷道圍巖的多參數監測裝置。

背景技術

我國礦井絕大部分屬于井工礦，隨著機械化開采的普及，井下巷道數量增多和大截面發展趨勢明顯。隨著道路、水利、土木工程的修建，隧道、巷道數量急劇增加。巷道、隧道的圍巖所處復雜的工況環境，導致圍巖內部受力、變形、破壞情況不斷變化，圍巖穩定情況也隨之變化。然而，由于圍巖內部的隱蔽性和現有配套監測手段的欠缺和局限，致使圍巖變形、破壞和穩定性無法有效獲知，導致巷道圍巖事故頻發。若能夠隨時獲知圍巖的受力、變形、位移、離層數據及其變化趨勢，從而對圍巖的支護、變形、收斂和穩定性情況作出科學的判斷，并采取合理的應對措施，可以大大降低此類圍巖事故的發生率，減少生命和財產損失。

目前，作為圍巖穩定判據的幾個物理量——受力、變形、位移和離層，其測量裝置基本屬于機械式，須人工操作、讀數等，無法組成自動化監測的智能系統；監測物理量單一，不能同時實現幾個物理量的獲知，不能有效分析判斷圍巖的穩定性情況。以錨桿為測量載體，采用應變片測量錨桿應力應變進而求出圍巖應力應變的方法，由于錨桿本身限制導致應變片設置數量極為有限，很難全長度、高密度測量；以錨桿為測量載體，采用光纖光柵測量的方法雖然能高密度的測量，但是其費用昂貴，且光纖較脆弱、易損壞斷裂。另外以錨桿為測量載體的測量方法對圍巖的離層破壞無法測量感知，而頂板離層儀可測量離層，但結構復雜、體積較大、且無法同時監測其他物理量；同時頂底板、兩幫相對位移量的確定也是通過機械式人工測量，使得測量的效率低下，上述各種裝置均不能實時精確地進行多參數監測。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種用于巷道圍巖的多參數監測裝置，結構簡單、體積小巧，便于安裝使用，能同時對同一位置圍巖進行受力、變形、位移和離層的實時監測，從而使工作人員能精確對圍巖穩定性進行判斷。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種用于巷道圍巖的多參數監測裝置，包括監測組件和測距儀，

所述監測組件包括膨脹水泥圓柱、雙螺旋金屬管骨架、應變片和電纜，所述雙螺旋金屬管骨架和應變片均處于膨脹水泥圓柱內，雙螺旋金屬管骨架包括兩個金屬管和多個連接支管，兩個金屬管呈雙螺旋設置，兩個金屬管之間通過多個連接支管固定連接，所述應變片為多個，多個應變片分別固定在多個連接支管上且相鄰應變片之間相互垂直，電纜的一端伸入膨脹水泥圓柱內，且電纜內的各個電芯分別與各個應變片引線一一對應連接，電纜的另一端穿過雙螺旋金屬管骨架從膨脹水泥圓柱的端部引出；

所述測距儀固定于膨脹水泥圓柱引出電纜的端部。

進一步，所述應變片封裝在不銹鋼薄片內。采用不銹鋼薄片封裝能對應變片起到較好的防護作用。

進一步，所述測距儀為激光測距儀。采用激光測距儀能更精確的測出位移變化情況。

進一步，所述膨脹水泥圓柱采用的膨脹水泥盡可能與安裝處的圍巖性質相同。采用這種性質相近的膨脹水泥在監測組件安裝到圍巖后，與圍巖形成緊密的一體結構，隨同圍巖同步變形、離層；膨脹水泥監測組件內的應變片充分感知圍巖各深度處的應變，通過應力應變關系計算得到對應應力，從而實現圍巖內部應力、應變的監測。