CN102155263B

CN102155263B - 矿井下深孔微震监测传感器的安装装置

Info

Publication number: CN102155263B
Application number: CN 201110059394
Authority: CN
Inventors: 王存文; 姜福兴; 杨淑华; 孔令海; 曲效成
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: CN102155263A

Abstract

本发明设计了一种矿井下深孔微震监测传感器的安装装置，它包括它锚爪、上部连接杆、检波器、下部连接杆连接形成的安装机构，锚爪、上部连接杆、检波器、下部连接杆之间通过螺纹连接。在第一支撑环和第二支撑环之间分别用捆绑带将外部安装袋和内部安装袋固定其上。安装过程中利用安装杆和安装杆连接头将矿井下深孔微震监测传感器的安装器逐步推入钻孔底部，向安装方向的反方向拉操作绳，使水泥浆完全包裹住检波器，再将安装杆逐步拉出钻孔，完成安装。本发明中的安装器克服了以往安装方法中吊绳容易缠绕、锚爪易下滑、安装不便等缺点，可以在矿山、水利、边坡工程、隧道工程的微震监测中推广应用。

Description

矿井下深孔微震监测传感器的安装装置

技术领域

本发明涉及煤矿井下安全监测，尤其是微震监测领域用于传感器的安装装置。

背景技术

微震监测技术是一种涉及采矿学、地球物理学、计算机技术、通讯技术等的多学科交叉技术，今年来逐渐应用于矿山动力灾害的监测预警。微震监测传感器是微震监测系统的重要组成部分，具有接收震动波的作用。目前，微震监测传感器的安装深度较浅时（450m），一般采用地面向下打钻孔，然后用浇注法将微震监测传感器安装在钻孔底部。这种地面打孔的方式不能用于较深（大于450m）的矿井，且费用较高。

已有发明“煤矿井下深孔微震监测传感器的安装方法”（专利号：ZL 200610069883.7）设计了一种矿井下深孔安装微震监测传感器的方法，主要是将带有滑轮的锚爪置于钻孔底部，利用吊绳将内、外袋的水泥袋（含微震监测传感器）拉入制定位置，再将外袋拉开，内袋中的水泥浆在自重的作用下将微震监测传感器封在钻孔内。上述发明中微震监测传感器的安装方法在实际操作中存在以下缺点：

（1）吊绳在钻孔内容易缠绕，导致装有微震监测传感器的水泥袋很难拉入孔底；

（2）吊绳存在弹性，当安装深度较深时（大于30m），即使向外拉动很长一段距离（约1m），装有微震监测传感器的水泥袋依然没有动；

（3）当钻孔仰角较大时（大于80度），事先打入孔底的锚爪在安装过程中容易下滑，且下滑量很难准确测量，达不到设计要求。

发明内容

针对以上缺点，本发明设计了一种新型的矿井下深孔微震监测传感器的安装装置，能够适用于钻孔仰角10度~90度之间、深度1m~150m之间的钻孔内微震监测传感器的安装需要。

矿井下深孔微震监测传感器的安装装置，它包括锚爪、上部连接杆、检波器、下部连接杆连接形成的安装机构，其特征是：锚爪下端与上部连接杆之间通过螺纹连接，上部连接杆与检波器之间通过螺纹连接，检波器与下部连接杆之间通过螺纹连接。在第一支撑环和第二支撑环之间分别用上部捆绑带和下部捆绑带将外部安装袋和内部安装袋固定。所述锚爪下端加工内螺纹；所述上部连接杆的两端加工外螺纹，并在其上端焊有第一支撑环；所述检波器两端加工内螺纹；所述下部连接杆上端加工外螺纹，并在上端焊有第二支撑环，在第二支撑环下方开孔，检波器电缆从开孔处伸出。所述检波器为微震监测传感器的简称。

所述内部安装袋是采用柔软的单面防水布制成的两端开口的桶状物，其周长大于钻孔周长，其作用是套在检波器外，用水泥浆充填，在外部安装袋释放束缚力后，保证水泥浆自由下沉，内部安装袋与钻孔孔壁密实，在水泥浆硬化后保障检波器、水泥浆、钻孔壁的岩石的一体化，实现检波器良好的接受震动信号的目的。

所述外部安装袋是采用硬质帆布材料制成的矩形物，在两边缝制子母扣的母扣，其宽度小于钻孔的周长，对折后用带有子母扣（子扣）的毡条卷成桶状，将上述装有水泥浆和检波器的内部安装袋束缚在其中。

所述毡条材质选用硬质帆布，外面缝制为字母扣的子扣，上端对折缝制成环状，用来穿入操作绳。

上述子母扣也成万用拉链、魔术贴，是衣服上常用的一种连接材料，子母扣分子扣和母扣，子扣是细小柔软的纤维，母扣是多个较硬的塑料小勾。

安装过程中利用安装杆和安装杆连接头将矿井下深孔微震监测传感器的安装装置逐步推入钻孔底部，向安装方向的反方向拉操作绳，使水泥浆完全包裹住检波器，再将安装杆逐步拉出钻孔，完成安装。

所述安装杆两端加工外螺纹，材质一般选用有缝钢管；所述安装杆连接头两端加工内螺纹，材质选用有缝钢管。

安装注意事项：

1、打完钻孔后应尽快安装，防止钻孔塌孔变形；

2、钻孔过软岩时，塌孔地段要加套管。

3、拉开毡条后，不要立即撤出安装杆，应使水泥浆初凝后再逐个撤出钻孔。

本发明的积极效果是：解决了已有发明“煤矿井下深孔微震监测传感器的安装方法”（专利号：ZL 200610069883.7）的缺点，即采用硬性连接取消了吊绳，克服了背景技术中所述缺点（1）、（2），在拉下毡条的过程中安装杆起到支撑作用，避免了锚爪的下滑，克服了背景技术中所述缺点（3）。本发明中的安装装置能够使检波器与岩石密切连接为一体，减少了检波器接受震动信号的衰减。本发明中的安装结构和安装方法可在水利、边坡工程、隧道工程的微震监测中推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

1——岩石；2——锚爪；3——上部连接杆；4——外部安装袋；5——内部安装袋；6——下部捆绑带；7——第二支撑环；8——安装杆；9——安装杆连接头；10——上部捆绑带；11——第一支撑环；12——水泥浆；13——检波器：14——毡条；15——下部连接杆；16——操作绳；17——检波器电缆；18——钻孔

具体实施方式

矿井下深孔微震监测传感器的安装装置，包括锚爪2、上部连接杆3、检波器13、下部连接杆15连接形成的安装机构，锚爪2下端与上部连接杆3之间通过螺纹连接，上部连接杆3与检波器13之间通过螺纹连接，检波器13与下部连接杆15之间通过螺纹连接。在第一支撑环11和第二支撑环7之间分别用上部捆绑带10和下部捆绑带6将外部安装袋4和内部安装袋5固定。所述锚爪2下端加工内螺纹；所述上部连接杆3的两端加工外螺纹，并在其上端焊有第一支撑环11；所述检波器13两端加工内螺纹；所述下部连接杆15上端加工外螺纹，并在上端焊有第二支撑环7，在第二支撑环7下方开孔，检波器电缆17从开孔处伸出。所述检波器11为微震监测传感器的简称。

所述内部安装袋5是采用柔软的单面防水布制成的两端开口的桶状物，其周长大于钻孔18周长，其作用是套在检波器外，用水泥浆12充填，在外部安装袋4释放束缚力后，保证水泥浆自由下沉，内部安装袋5与钻孔18孔壁密实，在水泥浆硬化后保障检波器、水泥浆、钻孔壁的岩石1的一体化，实现检波器良好的接受震动信号的目的。

所述外部安装袋4是采用硬质帆布材料制成的矩形物，在两边缝制子母扣的母扣，其宽度小于钻孔18的周长，对折后用带有子母扣（子扣）的毡条14卷成桶状，将上述装有水泥浆12和检波器13的内部安装袋束缚在其中。

所述毡条14材质选用硬质帆布，外面缝制为字母扣的子扣，上端对折缝制成环状，用来穿入操作绳16。

安装过程中利用安装杆8和安装杆连接头9将矿井下深孔微震监测传感器的安装装置逐步推入钻孔底部，向安装方向的反方向拉操作绳16，使水泥浆12完全包裹住检波器13，再将安装杆8逐步拉出钻孔，完成安装。

所述安装杆8两端加工外螺纹，材质选用有缝钢管；所述安装杆连接头9两端加工内螺纹，材质选用有缝钢管。

Claims

1.矿井下深孔微震监测传感器的安装装置，它包括由锚爪（2）、上部连接杆（3）、检波器（13）、下部连接杆（15）连接形成的安装机构、第一支撑环（11）、第二支撑环（7）、外部安装袋（4）、内部安装袋（5），其特征是：在第一支撑环（11）和第二支撑环（7）之间分别用上部捆绑带（10）和下部捆绑带（6）将外部安装袋（4）和内部安装袋（5）固定；锚爪（2）下端与上部连接杆（3）之间通过螺纹连接，上部连接杆（3）与检波器（13）之间通过螺纹连接，检波器（13）与下部连接杆（15）之间通过螺纹连接；所述内部安装袋（5）是采用柔软的单面防水布制成的两端开口的桶状物，其周长大于钻孔（18）周长；所述内部安装袋套在检波器外，用水泥浆充填，在外部安装袋释放束缚力后，保证水泥浆自由下沉，内部安装袋与钻孔孔壁密实，在水泥浆硬化后保障检波器、水泥浆、钻孔壁的岩石的一体化，实现检波器良好的接受震动信号；所述外部安装袋（4）是采用硬质帆布材料制成的矩形物，在两边缝制子母扣的母扣，其宽度小于钻孔（18）的周长；对折后用带有子母扣的毡条卷成桶状，将上述装有水泥浆和检波器的内部安装袋束缚在其中；所述装置通过安装杆（8）顶入钻孔（18）中，所述安装杆（8）两端加工外螺纹，材质选用有缝钢管；安装过程中利用安装杆和安装杆连接头将矿井下深孔微震监测传感器的安装装置逐步推入钻孔底部，向安装方向的反方向拉操作绳，使水泥浆完全包裹住检波器，再将安装杆逐步拉出钻孔，完成安装。

2.如权利要求1所述的矿井下深孔微震监测传感器的安装装置，其特征在于：所述锚爪（2）下端加工内螺纹；所述上部连接杆（3）的两端加工外螺纹；所述检波器（13）两端加工内螺纹；所述下部连接杆（15）上端加工外螺纹。

3.如权利要求1所述的矿井下深孔微震监测传感器的安装装置，其特征在于：所述第一支撑环（11）焊接在所述上部连接杆（3）上端，所述第二支撑环（7）焊接在所述下部连接杆（15）上端。

4.如权利要求3所述的矿井下深孔微震监测传感器的安装装置，其特征在于：所述第二支撑环（7）下方开孔，检波器电缆（17）从开孔处伸出。