围岩不同区域连续性变形实时监测装置制造方法及图纸

围岩不同区域连续性变形实时监测装置，属于矿井安全领域，以克服现有监测设备不能实时监测围岩不同区域的连续性变形的缺点。包括依次推进或依次收回的阶梯形中空推杆，其中设置有容置导向管及监测基点的容置腔，监测基点附着在导向管外部，探头包括相互连接的信号发射接收装置及监视单元，监视单元用于监测钻孔内监测基点处的连续性变形情况，信号发射接收装置用于接收监视单元发送的监视信号并将信号发送给围岩变形监测器，所述信号发射接收装置设置在导向管外并与导向管前端连接；所述围岩变形监测器包括实时变形监测模块，数据采集器分别与围岩变形监测器及计算机相连。本实用新型专利技术适用于矿山开采、土木、隧道施工过程中。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】围岩不同区域连续性变形实时监测装置，属于矿井安全领域，以克服现有监测设备不能实时监测围岩不同区域的连续性变形的缺点。包括依次推进或依次收回的阶梯形中空推杆，其中设置有容置导向管及监测基点的容置腔，监测基点附着在导向管外部，探头包括相互连接的信号发射接收装置及监视单元，监视单元用于监测钻孔内监测基点处的连续性变形情况，信号发射接收装置用于接收监视单元发送的监视信号并将信号发送给围岩变形监测器，所述信号发射接收装置设置在导向管外并与导向管前端连接；所述围岩变形监测器包括实时变形监测模块，数据采集器分别与围岩变形监测器及计算机相连。本技术适用于矿山开采、土木、隧道施工过程中。【专利说明】围岩不同区域连续性变形实时监测装置
本技术属于矿井安全
，涉及一种煤矿监测装置，具体是一种实时监测不同围岩层中的不同区域连续性变形的装置。
技术介绍
煤炭是我国的主体能源，而煤矿产业也是我国经济发展中其他相关企业发展的基础，在我国一直都有着重要的地位。煤矿产业在为我国经济发展做出贡献的同时，其也是我国生产事故多发产业，因此煤矿安全问题倍受关注。矿井中通常使用锚杆支护的方式支护煤巷顶板，具体是用金属件、木件、聚合物件或其他材料制成杆柱，打入地表岩体或硐室周围岩体预先钻好的孔中，利用其头部、杆体的特殊构造和尾部托板(亦可不用)，或依赖于黏结作用将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护的目的。该方式具有成本低、支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少等优点。然而，锚杆支护的煤巷顶板在破坏之前一般没有明显的预兆，一旦发生冒顶，往往具有突发性，且多数情况下垮塌规模较大，危害性强。已有研究成果和工程经验表明，离层是煤巷顶板破坏失稳的基本特征或直接原因。离层是指围岩内不同岩层之间的变形位移，而围岩不同区域连续性变形囊括了围岩内不同岩层之间的变形位移。因此，如果能及时准确地掌握煤巷锚杆支护的顶板离层情况，就可以在冒顶发生之前及早做出预警，避免顶板事故发生。目前，运用在隧道、井巷等岩土工程中的离层位移监测装置，包括感应锚固头、探头及离层位移监测主机。进行离层位移监测的过程如下:首先在巷道中钻取合适的上行、下行的钻孔，待钻孔施工完成后，用硬性塑料管伸入孔内，然后将所有监测基点安装到设计的位置，待监测基点安装完成后，用石膏封孔，等石膏凝固后，将探头沿着硬性塑料管伸至管底，进行离层位移监测。该方法存在以下缺点:1.每次监测都需要将探头放入钻孔中进行单独测量，不能实时监测围岩不同区域连续性变形。2.考虑仪器的安全情况，每次监测完毕都需要将探头、离层位移监测主机一并带回地面，严重影响了工作的效率。3.每次监测都是人工将探头放入钻孔内，不仅花费人力，而且还容易人为扰动监测基点，增大监测数据的误差。4.由于探头体积大、易折，因此在携带和实验过程中容易损坏，增大了实验成本，影响监测进程，延误整个实验的时间。5.探头防水性能差，探头进水后不能正常使用。因此，现在亟需一种能够实时监测围岩不同区域的岩层连续性变形、提高实验效率的装置。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术的监测设备不能实时监测围岩不同区域的连续性变形情况，且无法将监测到的数据及时反馈给操作人员的缺点，提供一种围岩不同区域连续性变形实时监测装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:围岩不同区域连续性变形实时监测装置，包括阶梯形中空推杆、导向管、数据采集器、围岩变形监测器、探头、计算机及若干个监测基点，探头分别与围岩变形监测器及监测基点相连，数据采集器分别与围岩变形监测器及计算机相连，监测基点包括内含信号感应芯片的倒棘爪锚头，倒棘爪锚头附着在导向管外部，阶梯形中空推杆能够依次推进延长或依次收回缩短，阶梯形中空推杆中设置有容置导向管及监测基点的容置腔，阶梯形中空推杆用于将监测基点及探头推放待监测围岩的待监测处，导向管用于导向安装监测基点及探头;所述探头包括相互连接的信号发射接收装置及监视单元，所述监视单元用于监测钻孔内监测基点处的连续性变形情况，信号发射接收装置用于接收监视单元发送的监视信号，并将该信号发送给围岩变形监测器，所述信号发射接收装置设置在导向管外并与导向管前端连接;所述围岩变形监测器包括实时变形监测模块，所述实时变形监测模块包括依次相连的变形监测子模块、处理子模块、存储子模块、数据传输子模块，所述存储子模块为容量大于等于ITB的大容量存储单元。进一步的，还包括设置于导向管末端的密封部件。优选的，所述数据采集器包括无线数据接收模块、数据传输模块及存储模块，围岩变形监测器的数据传输子模块为无线数据传输子模块，数据采集器与围岩变形监测器以无线通信方式传输数据，数据采集器与计算机通过数据线相连。优选的，所述信号发射接收装置为圆柱形信号发射接收装置，围绕信号发射接收装置外侧设置有壳体。进一步的，所述导向管前端的外径设置有螺纹，所述固定螺母包括相连接的圆锥形前部及圆柱体后部，所述圆锥形前部中设置有小螺纹孔，圆柱体后部设有大螺纹孔，大螺纹孔与导向管前端外径上的螺纹相匹配，壳体上连接有固定螺杆，固定螺杆与小螺纹孔相匹配，通过固定螺母将信号发射接收装置固定在导向管前端。具体的，所述实时变形监测模块还包括预警子模块，所述预警子模块与处理子模块相连，所述预警子模块为报警灯和/或声音报警装置。优选的，所述处理子模块中设定有一个阈值，当监测到各监测基点处连续性变形大于阈值时，处理子模块发出预警信息，触发预警子模块报警。优选的，所述监测基点包括分别设置于围岩不同区域中的至少三个监测基点。优选的，所述监视单元由线状的探头材料组成，依靠探头材料的特性，探头中的脉冲电流将影响钻孔中监测基点倒棘爪锚头的场强，同时，场强的变化将在探头材料中产生压力脉冲并沿探头材料以声速传递，通过测量压力脉冲达到探头信号发射接收装置的时间得到围岩不同区域监测基点到孔口的距离。本技术的有益效果是:结构简单，易于操作，测量精度高，深度大，监测点数目多，末端密封的导向管可以防止探头进水损坏，延长探头使用寿命，大容量存储单元能够存储大量的数据，减少工作量，提高工作效率;通过使用该装置能够实时监测围岩不同区域连续性变形并及时反馈测量数据，以便操作人员能够及时采取相应的支护措施，防止因开采和爆破导致巷道失稳而片帮或冒顶，有效提高煤矿开采的安全性。本技术适用于矿山开采、土木、隧道施工过程中。【附图说明】图1是本技术安装监测基点时的阶梯形中空推杆处的结构示意图；图2是本技术中阶梯形中空推杆的结构示意图；图3是本技术安装好的结构示意图；图4是本技术中探头与导向管固定的结构示意图；图5是本技术中监测基点的监测原理图；图6是本技术的使用时的现场布置图；其中，I为钻孔，2为监测基点，3为阶梯形中空推杆，4为导向管，5为探头，6为固定螺母，7为封孔材料，8为围岩变形监测器，9为数据采集器，10为数据线，11为计算机，12为报警灯。【具体实施方式】下面结合附图，详细描述本技术的技术方案。如图1-3所示，本技术的围岩不同区域连续性变形实时监测装置，包括阶梯形中空推杆3、导向管4、数据采集器9、围岩变形监测器8、探头5、本文档来自技高网...

【技术保护点】
围岩不同区域连续性变形实时监测装置，其特征在于，包括阶梯形中空推杆(3)、导向管(4)、数据采集器(9)、围岩变形监测器(8)、探头(5)、计算机(11)及若干个监测基点(2)，探头(5)分别与围岩变形监测器(8)及监测基点(2)相连，数据采集器(9)分别与围岩变形监测器(8)及计算机(11)相连，监测基点(2)包括内含信号感应芯片的倒棘爪锚头，倒棘爪锚头附着在导向管(4)外部，阶梯形中空推杆(3)能够依次推进延长或依次收回缩短，阶梯形中空推杆(3)中设置有容置导向管(4)及监测基点(2)的容置腔，阶梯形中空推杆(3)用于将监测基点(2)及探头(5)推放到待监测围岩的待监测处，导向管(4)用于导向安装监测基点(2)及探头(5)；所述探头(5)包括相互连接的信号发射接收装置及监视单元，所述监视单元用于监测钻孔内监测基点(2)处的连续性变形情况，信号发射接收装置用于接收监视单元发送的监视信号，并将该信号发送给围岩变形监测器(8)，所述信号发射接收装置设置在导向管外并与导向管前端连接；所述围岩变形监测器(8)包括实时变形监测模块，所述实时变形监测模块包括依次相连的变形监测子模块、处理子模块、存储子模块、数据传输子模块，所述存储子模块为容量大于等于1TB的大容量存储单元。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李安强，高明忠，张茹，徐晓炼，谢晶，谭强，邱治强，汪文勇，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：四川;51