一种钻孔应力计安装杆及其安装方法技术

本发明专利技术提供一种钻孔应力计安装杆及其安装方法，安装杆包括杆体和调整机构，所述杆体包括若干节杆体单元，其中：首节所述杆体单元通过所述调整机构与钻孔应力计匹配连接；相邻的所述杆体单元通过固定机构依次接合；所述调整机构的操作端伸出最末节所述杆体单元的端部；还包括附有长度刻度的标定线以及与所述标定线匹配安装的角度测量机构，所述标定线与所述杆体的中轴线平行，且安装杆与钻孔应力计连接后，所述标定线的延长线通过所述钻孔应力计的测压块。此外，多节规格一致的杆体单元的可靠对接保证了传递扭矩的工作可靠性，以及在推送过程中不会因反复的推拉而与钻孔应力计脱离，可提供精确度较高的钻孔应力计抵达深度和安装角度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤矿的应力监测研究领域，具体涉及。
技术介绍
在煤矿领域的科研和安全监测工作中，煤岩体中应力的分布及变化情况能为采场矿压预测预报、巷道布置、工作面支护设计、无煤柱开采等工作提供准确的决策依据。钻孔应力计作为一种可获取煤岩体中应力的分布及变化情况的装置，应用非常普遍。在科研或安全监测工作中，有价值的应力数据为指定方向和位置的应力数据。原岩应力、采动应力等具有方向性(如支承压力为切向应力)；巷道布置、煤柱留设宽度设计以及巷道松动圈范围测定等工作中还需要获取指定位置的应力数据。因此在获取应力数据的过程中需要严格控制钻孔应力计的测压方向和位置。由于钻孔应力计主要应用于煤矿井下，因此其应用普遍存在安装环境恶劣、空间狭小不便的缺点，由于煤岩体强度低，为安置钻孔应力计所施工的钻孔长度大，钻孔易变形且出现塌孔等现象较为普遍。在钻孔质量不能保证以及钻孔长度大(10m以上)的情况下，为使钻孔应力计抵达指定位置，在实际安装过程中需要反复转动、推拉安装杆，现有的安装杆在安装过程中一旦与钻孔应力计发生脱离，重新捕捉困难，且安装角度也随之发生变化。这样一来，很难保证最终钻孔应力计测压方向和位置的准确，导致实际测量中所获取的数据经常出现错误甚至失效，对科研和安全监测工作非常不利。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供，旨在准确控制钻孔应力计的抵达深度和安装角度。本专利技术采用的技术方案具体为:—种钻孔应力计安装杆，包括杆体和调整机构，所述杆体包括若干节杆体单元，其中:首节所述杆体单元通过所述调整机构与钻孔应力计匹配连接；相邻的所述杆体单元通过固定机构依次接合；所述调整机构的操作端伸出最末节所述杆体单元的端部；还包括附有长度刻度的标定线以及与所述标定线匹配安装的角度测量机构，所述标定线与所述杆体的中轴线平行，且安装杆与钻孔应力计连接后，所述标定线的延长线通过所述钻孔应力计的测压块。在上述钻孔应力计安装杆中，所述角度测量机构为设于最末节所述杆体单元的方向罗盘，所述方向罗盘包括轴承和重力锤；其中:所述重力锤与所述轴承的轴承外圈相连接；所述轴承的轴承内圈通过匹配结构与所述标定线相连接，所述匹配组件的两个部分别加工于所述轴承内圈和所述标定线，所述轴承外圈设沿圆周分布有角度刻度。在上述钻孔应力计安装杆中，所述调整机构包括卡扣机构和脱离机构；其中:所述卡扣机构与钻孔应力计匹配安装，用于在锁闭状态下保证安装杆与钻孔应力计的可靠结合；所述脱离机构包括操作绳和绷紧装置，所述操作绳与所述绷紧装置相连接，所述操作绳伸出最末节所述杆体单元的端部，所述绷紧装置与所述卡扣机构相连接。在上述钻孔应力计安装杆中，所述卡扣机构具体为:首节所述杆体单元的安装头的两端分别设有组件一，所述组件一包括弹簧二以及被所述弹簧二顶起的柱状销，所述柱状销沿轴向匹配插入钻孔应力计尾部承接头的销孔。在上述钻孔应力计安装杆中，所述脱离机构具体为:首节所述杆体单元的安装头内沿轴向设有孔腔，所述孔腔内设有组件二，所述组件二包括固定于所述孔腔第一端的弹簧一以及被所述弹簧一托起的柱状滑块；安装头两端的圆柱销的内端分别连接有绳体一和绳体二，所述绳体一和所述绳体二分别经转轮变向后连接至所述柱状滑块的第一端，所述柱状滑块的第二端连接有操作绳，所述操作绳经若干节中空结构的所述杆体单元延伸至最末节杆体单元之外。在上述钻孔应力计安装杆中，所述固定机构包括轴向固定结构和端面固定结构；其中:所述轴向固定结构为套筒螺母，相邻杆体单元的接合处附近的表面设有与所述套筒螺母相啮合的螺纹；所述端面固定结构为一组接合的对接切口，所述对接切口分别设于相邻杆体单元的接合面。在上述钻孔应力计安装杆中，最末节所述杆体单元上设有通孔，所述通孔用于和作为外接件的转杆匹配连接，通过推拉或者旋转所述转杆来调整钻孔应力计的抵达深度或者安装角度。—种钻孔应力计安装杆的安装方法，包括以下步骤:闭锁步骤:将首节杆体单元顶端的安装头匹配插入钻孔应力计尾部承接头的凹槽，调整机构中的圆柱销即被弹簧二顶入销孔，将首节杆体单元与钻孔应力计推入钻孔，进入闭锁状态；杆体单元的对接步骤:对于每组相邻的杆体单元，通过端面的切口对接以及将套筒螺母轴向拧紧的固定方式，依次将若干节杆体单元组装成具有一定长度的杆体，每对接一节，推送入钻孔一节，同时在对接的过程中，保持各杆体单元上的标定线呈一条直线；脱离步骤:钻孔应力计就位后，拉动伸出最末节杆体单元外的操作绳，使安装杆的圆柱销退出钻孔应力计的销孔，即完成安装杆与钻孔应力计的脱离。在上述钻孔应力计安装杆的安装方法中，还包括位置监控步骤，所述位置监控步骤包括钻孔应力计的抵达深度监控步骤和安装角度监控步骤；其中:所述钻孔应力计的抵达深度监控步骤为:从杆体的标定线上读出最末节杆体单元的伸入长度，结合已使用杆体单元的数目，得出钻孔应力计所抵达的深度；通过推拉转杆，调整钻孔应力计的抵达深度；所述钻孔应力计的安装角度监控步骤为:在最末节杆体单元上安装方向罗盘，将重力锤固定在深沟球轴承的轴承外圈，深沟球轴承的轴承内圈安装于标定线；将方向罗盘推至钻孔孔口，读出方向罗盘上显示的当前安装角度；通过旋转转杆，调整孔应力计的安装角度至设计角度。在上述钻孔应力计安装杆的安装方法中，在脱离步骤之后，还包括拆卸步骤，所述拆卸步骤具体为:每抽出一节杆体单元，旋松固定机构中用于轴向拧紧固定的套筒螺母，咬合对接的切口即脱开，该节杆体单元的拆卸完成；依次拆卸从最末节至首节杆体单元，直至安装杆全部拆卸。本专利技术产生的有益效果是:本专利技术的钻孔应力计安装杆可以在推送钻孔应力计至指定位置的过程中，一方面保证在闭锁状态下安装杆与钻孔应力计的紧密连接，安装可靠；安装就位之后，通过拉动伸出最末节杆体单元外的操作绳即可轻松实现钻孔应力计和安装杆的脱离，可操作性强；通过标定线观察其抵达的深度，通过方向罗盘掌握钻孔应力计的安装角度，安装精度高；且安装杆的结构简单，组装和拆解方便，适用范围广；为了适应本专利技术的技术方案，只需在现有的钻孔应力计尾部加装与本专利技术的安装杆的安装机构相匹配的承接头即可，改造成本低，易于推广。【附图说明】当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本专利技术。此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术一种钻孔应力计安装杆与钻孔应力计的装配结构示意图；图2-1为本专利技术一种钻孔应力计安装杆的安装于首节杆体单元的调整机构的主视剖视示意图；图2-2为本专利技术一种钻孔应力计安装杆的安装于首节杆体单元的调整机构的左视剖视示意图；图3-1为与本专利技术一种钻孔应力计安装杆相匹配的钻孔应力计尾部承接头的结构示意图；图3-2为图3-1的A-A剖视图；图4-1为本专利技术一种钻孔应力计安装杆的杆体单元对接部分的固定机构的主视示意图；图4-2为本专利技术一种钻孔应力计安装杆的杆体单元对接部分的固定机构的剖视示意图；图5-1为本专利技术一种钻孔应力计安装杆的方向罗盘的主视示意图；图5-2为本专利技术一种钻孔应力计安装杆的方向罗盘的左视剖视示意图；图6为转杆与本专利技术一种钻孔应力计安装杆的最末节杆体单元上的通孔的匹配安装结构示意图。图中:1、套筒螺母 2、杆体单元 3、标定线 4、安装头 5、承接头 6、钻孔应力计 7、测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻孔应力计安装杆，其特征在于，包括杆体和调整机构，所述杆体包括若干节杆体单元，其中：首节所述杆体单元通过所述调整机构与钻孔应力计匹配连接；相邻的所述杆体单元通过固定机构依次接合；所述调整机构的操作端伸出最末节所述杆体单元的端部；还包括附有长度刻度的标定线以及与所述标定线匹配安装的角度测量机构，所述标定线与所述杆体的中轴线平行，且安装杆与钻孔应力计连接后，所述标定线的延长线通过所述钻孔应力计的测压块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴仁伦，王亚飞，赵洪宝，苏晓森，钱永鑫，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11