采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法及结构技术

一种采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法及结构，包括注浆管、测斜管以及渗压管，S1；进行定孔和测量放点，利用钻机对沉陷区上覆岩层进行钻孔操作；S2，将钢绞线、注浆管以及测斜管或者渗压管通过自外而内的通过固定装置进行束缚形成三管组；或者，直接将测斜管和注浆管通过固定装置进行束缚形成两管组，本发明专利技术目的是在于提供一种在同一钻孔内同时监测岩移、水文、应力、内部沉降等参数监测的监测技术，以实现对同一监测点位岩移、水文、应力等参数的同时监测，因为钻孔深且安装空间狭小，巧妙的设计和施工工艺可以是三种传感器兼容且大大降低钻孔掘进费用。费用在传统方案的1/3～1/4。

【技术实现步骤摘要】
采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法及结构
本专利技术是一种传感器布置结构及方法，具体涉及一种采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法及结构，属于采煤沉陷区上覆岩层施工参数监测

技术介绍
目前，国内采煤沉陷区上覆岩层内部岩移、水文、应力等参数监测时，仍采用一孔一用的状况，也就是在监测应力、岩移、水文和内部沉降数据时，只能采用专孔专用的方式，监测三种参数需要三个钻孔。这样会存在两个不足：一是无法获取同一监测区域的三种状态参数，即一个区域的岩移参数、另一个区域的水文参数、第三那个区域的应力参数；二是造价太高，想要获取三个参数需要三个钻孔，采煤沉陷区的钻孔因为要过采空区，钻孔掘进费用高昂。因此，有必要设计一种能够实现一孔多用，同时进行多参数监测的传感器布置结构和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法及结构，实现一孔多用，同时监测多种参数，降低施工成本和难度。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法，包括注浆管、测斜管以及渗压管，其特征在于以下步骤：S1；利用煤电钻对沉陷区上覆岩层进行钻孔操作，并于钻孔的孔口处设置钢索绞盘或应力支架；S2，将钢绞线、注浆管以及测斜管或者渗压管通过自外而内的通过固定装置进行束缚形成三管组；或者，直接将测斜管或注浆管和注浆管通过固定装置进行束缚形成两管组；S3，当采用S2中所述的三管组时，在钢绞线底部连接锚固段作为应力监测前端；当采用所述的两管组时，于测斜管或渗压管的底端设置钢筋应力计；S4，完成S1-S3的安装之后，在钻孔内将所述的三管组或者两管组自然下放至孔底；S5，向所述的注浆管内进行注浆，直至达到指定高程；S6，注浆结束，当S2中采用的是测斜管三管组时，对测斜仪和渗压计进行检验校正之后，根据设计方案，按顺序安装渗压计、测斜仪使导向轮完全进入导向槽内；当S2中采用的是渗压管三管组时，对渗压计进行空载状态测值后，吊放至渗压管的设计安装高程；S7，将上述传感元件的电缆线与电源系统、数据通讯系统以及后端系统相接。在所述的测斜管或渗压管对应渗压计的位置钻设成花管状。当S4中自然下过过程浮力过大时，于所述的注浆管内加注清水，或者利用钻机辅助。S5中的注浆高度为孔深的5％-15％。优选的，对所述的渗压计进行防锈、防水、防腐、防高水压处理，并在水中进行侵泡使其达到饱和状态，并于测头上利用无纺土工布进行包装；在放入所述的测斜仪之前，利用模拟测斜仪对测斜管进行试放。优选的，当S3中采用三管组时，在安装锚索应力计之前，对钢绞线施加预应力。一种采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置，包括用于进行钻孔的煤电钻，以及用于对钻孔进行注浆的注浆管，其特征在于：所述注浆管的相邻设置有监测管组；所述的监测管组内设置有监测元件；所述的监测元件通过通信电缆与后端系统相接。在同一孔位内安装监测管路，实现一孔多用。优选的，所述的监测管组包括渗压管和/或测斜管；所述的注浆管与监测管组外侧包覆有钢绞线；所述的监测元件包括测斜仪或渗压计。优选的，所述的渗压计位于所述的钻孔底部；所述的测斜仪位于测斜管内；所述的钢绞线底部设置有锚索应力计，或者所述的测斜管最底端设置有钢筋应力计。优选的，所述的测斜管之间通过测斜管连接节相接；所述钻孔的孔径为90-146mm；所述钢绞线的外径为15-16mm；所述的渗压管外径为50-55mm；所述的测斜管外径为65-75mm。本专利技术目的是在于提供一种在同一钻孔内同时监测岩移、水文、应力等参数监测的监测技术，以实现对同一监测点位岩移、水文、应力等参数的同时监测，因为钻孔深且安装空间狭小，巧妙的设计和施工工艺可以是三种传感器兼容且大大降低钻孔掘进费用。费用在传统方案的1/3～1/4。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为第一实施例的管路分布剖面结构示意图。图2为第二实施例的管路分布剖面结构示意图。图3为A部放大示意图。图4为B部放大示意图。图5为C部放大示意图。图6为测压斜管部分的结构示意图。图中1为注浆管，2为测斜管，3为钢绞线，4为测斜仪，5为渗压计，6为测斜管连接节，7为电缆线，8为渗压管。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了清楚，不描述实际实施例的全部特征，在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本专利技术由于不必要的细节而混乱，应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例，另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。实施例一参见图1、图3，一种采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法，包括注浆管、测斜管以及渗压管：S1；行定孔和测量放点，利用钻机对沉陷区上覆岩层进行钻孔操作，并于钻孔孔口处设置施工止浆墙；S2，将钢绞线、注浆管以及测斜管通过自外而内的通过固定装置进行束缚形成三管组；S3，当采用S2中所述的三管组时，在钢绞线底部连接锚固段作为应力监测前端；当采用所述的两管组时，将钢筋应力计通过细匝丝安装在测斜管的底端，使得钢筋应力计平行于所述的测斜管结构应力方向安装；S4，完成S1-S3的安装之后，在钻孔内将所述的三管组自然下放至孔底；S5，向所述的注浆管内进行注浆，直至达到指定高程；S6，注浆结束，当S2中采用的是测斜管三管组时，对测斜仪和渗压计进行检验校正之后在孔底部安装渗压计，然后将测斜仪置入测斜管内，使导向轮完全进入导向槽内；S7，将上述传感元件的电缆线与电源系统、以及后端系统相接。在所述的测斜管底部钻设成花管状。具体的，在本实施例中，将测斜管和注浆管通过钢绞线进行束缚，并在相应的渗压计放入到钻孔底部，利用渗压机采集钻孔内的水文参数。而测斜计通过常规技术手段所采用的方式放入到测斜管内，通过测斜计采集钻孔内的岩移参数。由于本实施例中采用钢绞线对测斜管和注浆管进行束缚，故可通过采用锚索(杆)应力计，测量钻孔内部的钢筋应力，并可同步测量埋设点的温度。施工时，首先对钢绞线施加预应力，然后安装锚索应力计当S4中自然下过过程浮力过大时，于所述的注浆管内加注清水，或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法，包括注浆管、测斜管以及渗压管，其特征在于以下步骤：/nS1；进行定孔和测量放点，利用钻机对沉陷区上覆岩层进行钻孔操作；/nS2，将钢绞线、注浆管以及测斜管或者渗压管自外而内的通过固定装置进行束缚形成三管组；或者，直接将测斜管或渗压管和注浆管通过固定装置进行束缚形成两管组；/nS3，当采用S2中所述的三管组时，在钢绞线底部连接锚固段作为应力监测前端；当采用所述的两管组时，将钢筋应力计通过细匝丝安装在测斜管的底端，使得钢筋应力计平行于所述的测斜管结构应力方向安装；/nS4，完成S1-S3的安装，并对三管组或者两管组进行下管检查之后，在钻孔内将所述的三管组或者两管组采用割孔穿杠钢绳牵引提吊的下管方法进行自然下放至孔底；/nS5，向所述的注浆管内进行注浆，直至达到指定高程；/nS6，注浆结束，当S2中采用的是测斜管三管组时，对测斜仪和渗压计进行检验校正之，按照设计的测斜仪、渗压计的相互位置依次从孔口安装在测斜管的指定位置，使导向轮完全进入导向槽内；当S2中采用的是渗压管两管组时，对渗压计进行空载状态测值后，吊放至渗压管的设计安装高程；/nS7，将上述传感元件的电缆线与电源系统、以及数据通讯系统、防雷防盗系统的后端系统相接。/nS8，完成下管、注浆和接线施工之后，对钻孔进行回填，并于所述的测斜管和渗压管表面墩台。/n...

【技术特征摘要】
1.一种采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法，包括注浆管、测斜管以及渗压管，其特征在于以下步骤：
S1；进行定孔和测量放点，利用钻机对沉陷区上覆岩层进行钻孔操作；
S2，将钢绞线、注浆管以及测斜管或者渗压管自外而内的通过固定装置进行束缚形成三管组；或者，直接将测斜管或渗压管和注浆管通过固定装置进行束缚形成两管组；
S3，当采用S2中所述的三管组时，在钢绞线底部连接锚固段作为应力监测前端；当采用所述的两管组时，将钢筋应力计通过细匝丝安装在测斜管的底端，使得钢筋应力计平行于所述的测斜管结构应力方向安装；
S4，完成S1-S3的安装，并对三管组或者两管组进行下管检查之后，在钻孔内将所述的三管组或者两管组采用割孔穿杠钢绳牵引提吊的下管方法进行自然下放至孔底；
S5，向所述的注浆管内进行注浆，直至达到指定高程；
S6，注浆结束，当S2中采用的是测斜管三管组时，对测斜仪和渗压计进行检验校正之，按照设计的测斜仪、渗压计的相互位置依次从孔口安装在测斜管的指定位置，使导向轮完全进入导向槽内；当S2中采用的是渗压管两管组时，对渗压计进行空载状态测值后，吊放至渗压管的设计安装高程；
S7，将上述传感元件的电缆线与电源系统、以及数据通讯系统、防雷防盗系统的后端系统相接。
S8，完成下管、注浆和接线施工之后，对钻孔进行回填，并于所述的测斜管和渗压管表面墩台。


2.根据权利要求1所述的采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法，其特征在于：在所述的测斜管或渗压管对应渗压计的位置钻设成花管状，花眼大小根据管直径确定。花管外包裹土工布等透水、强度大且较薄的材料。


3.根据权利要求1所述的采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法，其特征在于：当S4中自然下放过程浮力过大时，于所述的注浆管内加注清水，或者利用钻机辅助。


4.根据权利要求1所述的采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法，其特征在于：S5中的注浆高度为孔深的5％-15...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正，
申请(专利权)人：中矿定位北京技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11