CN101532810B - 岩层深孔位移监测装置及快速安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩层深孔位移监测装置及快速安装方法。检测装置是安装在岩层深孔孔底并固定在孔壁上的一个弹性的钢圆环，钢圆环上固定一个延伸至孔口外的柔性钢丝，根据孔口与钢丝之间的相对位移量，测出顶板顶板位移量。采用将钢圆环和柔性钢丝附设在钻孔工具上，便钻孔边安装。本发明的有益效果是：位移监测装置结构简单，使用方便，在常用的钻杆上经过简单改装完成，能够适应岩土深孔的钻孔和快速安装；方法和现有安装技术相比可大幅度的提高安装速度和效率，在矿井巷道、公路交通隧道、地下工程、人防工程等领域具有推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种岩层深孔位移监测装置及安装方法，具体是一种岩层深孔位移监测装置快速安装方法。
背景技术
矿井巷道与采场顶板控制是矿井安全生产的主要内容之一，巷道与采场顶板变形位移会影响巷道或采煤工作面的安全生产，并诱发事故的发生。即时对巷道和采场顶板进行位移监测，并采取有效的控制措施防止顶板严重位移，是防止顶板发生垮落事故的有效方法。
监测顶板位移变形，常规的方法是用钻机向顶板岩层中钻孔，钻孔过程中把多节钻杆互相连接接长才能钻到一定的深度；钻杆钻到一定深度以后再一节节的全部卸下来，然后将位移监测装置放在钻杆顶端并顺着钻孔再一节一节的将钻杆接长，最后才能把位移监测装置送到岩层深孔底部。把位移监测装置送到深孔底部后，接着再把钻杆一节一节的卸完，即完成一个位移监测装置的安装工艺。
这种传统的位移监测装置安装方法的弊端是：工艺复杂，安装时间长，在地质条件复杂地区钻完一个深孔后，由于顶板岩层的下沉和变形还会使钻孔发生变形或者塌孔现象；钻完孔后由于钻孔发生变形或者塌孔造成接长钻杆不能进入钻孔安装位移监测装置，使钻孔安装位移监测装置造成困难和失败。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种岩层深孔位移监测装置，可以方便的根据顶板的下沉量测出顶板位移量；本发明的另一任务是提供一种监测装置的快速安装方法。
本发明是以如下技术方案实现的：一种岩层深孔位移监测装置，其特征是，检测装置是安装在岩层深孔孔底并固定在孔壁上的一个弹性的钢圆环，钢圆环上固定一个柔性钢丝，柔性钢丝通过岩层深孔从岩层深孔的孔底伸至孔口，根据孔口与钢丝之间的相对位移量，测出顶板的下沉量，即为要监测的顶板位移量。
一种岩层深孔位移监测装置的快速安装方法，其使用的工具是改进的多节钻杆钻，在钻孔的同时将位移监测装置安装于岩层深孔孔底并固定在孔壁上；具体安装方法如下：
改进的多节钻杆钻的结构是：包括钻头和多节钻杆，在与钻头直接连接的第一节钻杆上靠近钻头处沿钻杆圆周开有一个供放置钢圆环的圆形槽；在各节钻杆上沿钻杆的长度方向的一侧钻有供放置柔性钢丝的钢丝孔，各节钻杆连接后钢丝孔成一直线，并在各节钻杆上的连接处有一段钢丝孔穿破孔壁外漏的连接孔。
安装方法是：钻孔时将钢圆环用卡箍固定在第一节钻杆上的圆形槽中；将柔性钢丝末端焊接在圆环上，松弛8～10mm后用卡箍固定，并通过钻杆钢丝孔一直延伸到钻孔口外；钻孔时不断接长钻杆，并将柔性钢丝穿入钻杆钢丝孔，钻孔完成后，柔性钢丝首端延伸至岩层深孔孔口外；然后用力拉钢丝使卡箍脱落，钢圆环弹出并固定在岩层深孔靠底部的孔壁上，然后将多节钻杆逐节退出，钻头即留在钢圆环上，即完成位移监测装置安装工作。
本发明的有益效果是：位移监测装置结构简单，使用方便，在常用的钻杆上经过简单改装完成，能够适应岩土深孔的钻孔和快速安装；方法和现有安装技术相比可大幅度的提高安装速度和效率，在矿井巷道、公路交通隧道、地下工程、人防工程等领域具有推广应用前景。
附图说明
图1是位移监测装置结构示意图；
图2是第一节钻杆钻孔示意图；
图3是第二节钻杆钻孔示意图；
图4是第三节钻杆钻孔示意图；
图4-1是图4的断面图；
图5是钻孔完成后第一节钻杆上钢圆环安装到钻孔上示意图；
图5-1是图5的断面图；
图6是从钻孔退出接长钻杆示意图；
图6-1是图6的断面图；
图7是位移监测装置安装在岩土深孔后的示意图。
图中：1、钢圆环，2、柔性钢丝，3、钻头，4、第一节钻杆，5、第二节钻杆，6、第三节钻杆，7、钢丝孔，8、外漏孔，9、圆形槽，10、钻孔，11、卡箍。
具体实施方式
如图1所示，岩层位移监测装置是一个弹性的钢圆环1，钢圆环上固定一个柔性钢丝2。将其如图7所示安装在岩层深孔孔底并固定在孔壁上，柔性钢丝通过岩层深孔从岩层深孔的孔底伸至孔口，根据孔口与钢丝之间的相对位移量，测出顶板的下沉量，即为要监测的顶板位移量。
如图1-图6所示，使用改进的多节钻杆钻钻孔，在钻孔的同时将位移监测装置安装于岩层深孔孔底并固定在孔壁上。
改进的多节钻杆的结构是：包括钻头3和多节钻杆，钻杆的节数根据岩层深孔的深度定。在第一节钻杆4的前端安装钻头3，沿第一节钻杆圆周开有一个供放置钢圆环的圆形槽9；在各节钻杆上沿钻杆的长度方向的一侧钻有供放置柔性钢丝的钢丝孔10，各节钻杆连接后钢丝孔成一直线，并在各个钻杆上的连接处有用于安装钢丝的一段外漏孔8。
具体安装方法是：钻孔时将钢圆环1用卡箍11固定在第一节钻杆4上的圆形槽9中；将柔性钢丝2末端焊接在钢圆环上，松弛8～10mm后用卡箍固定，并通过连接后的多节钻杆钢丝孔10一直延伸到钻孔口外；钻孔时不断接长钻杆，钻完孔后，用力拉柔性钢丝2使卡箍脱落，钢圆环1被弹出并固定在钻孔的孔壁上；然后将多节钻杆逐节退出，钻头即留在钢圆环上，钢丝外漏到孔外，即完成位移监测装置安装工作。
结合图2-图7说明操作步骤：
如图2所示，将钢圆环1放置在第一节钻杆上的圆形槽9中，柔性钢丝2通过钻杆上设置的钢丝孔外漏出来；
如图3所示，安装第二接钻杆5后，柔性钢丝2通过接长钻杆上外漏孔和第二节钻杆上的钢丝孔外漏出来；
如图4和4-1所示，安装第三节钻杆6后，柔性钢丝2通过接长钻杆上外漏孔8和第三节钻杆6上设置的钢丝孔7而外漏出来；
如图5和5-1所示，钻孔完成后紧拉柔性的钢丝2，使钢圆环1从卡箍11上脱落，钢圆环与焊接在一起的钢丝2弹在钻孔壁上；
如图6和6-1所示，从钻孔逐节退出各节钻杆，钢圆环与焊接在一起的钢丝2弹在钻孔壁上，钢丝2逐渐露出，活动的钻头与钻杆分离留在钢圆环上；
如图7所示，岩土深孔“位移监测装置”快速安装完成。
Claims (2)
1.一种岩层深孔位移监测装置，其特征是，监测装置是安装在岩层深孔孔底并固定在孔壁上的一个弹性的钢圆环，钢圆环上固定有一根柔性钢丝，柔性钢丝通过岩层深孔从岩层深孔的孔底伸至孔口，根据孔口与钢丝之间的相对位移量，测出顶板的下沉量，即为要监测的顶板位移量。
2.一种岩层深孔位移监测装置的快速安装方法，其特征是，使用改进的多节钻杆钻钻孔，在钻孔的同时将位移监测装置安装于岩层深孔孔底并固定在孔壁上；具体安装方法如下：
改进的多节钻杆钻的结构是：包括钻头和多节钻杆，在与钻头直接连接的第一节钻杆上靠近钻头处沿钻杆圆周开有一个供放置钢圆环的圆形槽；在各节钻杆上沿钻杆的长度方向的一侧钻有供放置柔性钢丝的钢丝孔，各节钻杆连接后钢丝孔成一直线，并在各节钻杆上的连接处有一段钢丝孔穿破孔壁外漏的连接孔；
安装方法是：钻孔时将钢圆环用卡箍固定在第一节钻杆上的圆形槽中；将柔性钢丝末端焊接在圆环上，松弛8～10mm后用卡箍固定，并通过钻杆钢丝孔一直延伸到钻孔口外；钻孔时不断接长钻杆，并将柔性钢丝穿入钻杆钢丝孔，钻孔完成后，柔性钢丝首端延伸至岩层深孔孔口外；然后用力拉钢丝使卡箍脱落，钢圆环弹出并固定在岩层深孔靠底部的孔壁上，然后将多节钻杆逐节退出，钻头即留在钢圆环上，即完成位移监测装置安装工作。
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