CN102636101A

CN102636101A - 一种巷道表面收敛测量方法及巷道表面收敛观测尺

Info

Publication number: CN102636101A
Application number: CN201210094488XA
Authority: CN
Inventors: 王成; 张念超; 勾攀峰; 徐汇; 司文
Original assignee: Henan University of Technology
Current assignee: Henan University of Technology
Priority date: 2012-04-01
Filing date: 2012-04-01
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2032-04-01
Also published as: CN102636101B

Abstract

本发明公开了一种巷道表面收敛测量方法及巷道表面收敛观测尺，可用于煤矿、冶金矿山和隧道等地下空间巷道表面收敛测站的安设定位和收敛数据的测量，在进行巷道表面收敛测站安设时，可以为巷道收敛测站的安设进行定位，与当前巷道表面收敛数据的测量方法相比，本发明的测量方法操作简单，可提供稳定的测量基准点，可大大提高观测精度，且测量速度快，仪器体积小，轻巧便携，一个人即可完成巷道表面收敛测量工作，节省人力，无需塔尺、重锤等笨重测量工具的辅助，劳动强度低。

Description

一种巷道表面收敛测量方法及巷道表面收敛观测尺

技术领域

本发明属于巷道表面收敛测量技术领域，特别涉及一种巷道表面收敛测量方法及巷道表面收敛观测尺。

背景技术

巷道表面收敛观测是巷道矿山压力观测中最基本、最简单易行的一种方式，观测数据可以预判相似地质条件巷道的空间收敛量，指导巷道施工断面大小；同时，巷道表面收敛速度一定程度上反映了巷道内部围岩裂隙的发育情况，观测数据可为巷道围岩加固时机提供参考。

当前，巷道表面收敛的现场工程实施基本上采用传统的“十字断面法”，即利用钢卷尺、塔尺、测线和重锤等工具，测量巷道左、右帮及顶、底板测站到悬挂测线形成的“十字”的中心距离。这种测量方式存在诸多缺点，例如：一、在实际观测时测量精度非常低，由于巷道两帮和顶、底板的四个测站很难绝对施工于同一个巷道断面内，再加上测量时巷道中风力及测线之间相互摩擦力的影响，导致每次测量时悬挂横纵测线形成的基准点（即“十字”中心点）很难在同一个位置上，这就导致巷道左帮和右帮的收敛速度、巷道顶板下沉速度和巷道底鼓速度无法确定；其次，观测人员需携带的测量工具种类多，且工具沉重，由于矿井巷道测站往往距离人员上下井的副井口比较远，观测人员需携带笨重的仪器在矿井步行很长时间，极大影响了观测人员的工作热情和激情，降低了工作效率和测量精度；再者，测量工作需要人员较多，传统的“十字断面法”至少需要二至三人配合才能完成测量，这样极大的浪费了人力和财力。

发明内容

本发明提供了一种操作简单、可大大提高观测精度的巷道表面收敛测量方法及巷道表面收敛观测尺。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种巷道表面收敛观测尺，包括左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺、下竖直向伸缩直尺和中心连接件，左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺一端分别与中心连接件铰连；左水平向伸缩直尺垂直于上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺，右水平向伸缩直尺垂直于上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺；左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺上均设有刻度线。

所述左水平向伸缩直尺另一端设有左钩子，右水平向伸缩直尺另一端设有右钩子，上竖直向伸缩直尺另一端设有上钩子。

所述左水平向伸缩直尺包括由外而内伸缩套接的左外层直尺、左中层直尺和左内层直尺，右水平向伸缩直尺包括由外而内伸缩套接的右外层直尺、右中层直尺和右内层直尺，上竖直向伸缩直尺包括由外而内伸缩套接的上外层直尺、上中层直尺和上内层直尺，下竖直向伸缩直尺包括由外而内伸缩套接的下外层直尺、下中层直尺和下内层直尺。

所述上竖直向伸缩直尺上设有水平珠，下竖直向伸缩直尺下端设有钢珠。

所述左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺折叠收拢后相互平行，左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺展开后位于同一平面内。

一种应用巷道表面收敛观测尺的巷道表面收敛测量方法，测量步骤如下：一、在巷道内任取一个巷道断面，展开观测尺的左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺，使左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺位于同一平面内，为安设巷道收敛测站定位，确保该巷道断面的收敛测站位于同一巷道断面时，安设该巷道断面的左帮收敛测站、右帮收敛测站、顶板收敛测站和底板收敛测站；二、先拉伸上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺，将上钩子悬挂于巷道的顶板收敛测站上，然后拉伸左水平向伸缩直尺和右水平向伸缩直尺，使左水平向伸缩直尺和右水平向伸缩直尺两端的左钩子和右钩子分别挂接在巷道断面的左帮收敛测站和右帮收敛测站上；三、调节左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺和上竖直向伸缩直尺的长度，并通过观察水平珠内的气泡，使上竖直向伸缩直尺完全处于竖直状态；四、利用钢珠的自重使下竖直向伸缩直尺自然下垂，并调节下竖直向伸缩直尺的长度使钢珠定位于巷道断面的底板收敛测站上；五、分别记录左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺伸出的各部分读数，并累加得到巷道断面左帮、右帮、顶板和底板的空间长度，该断面的巷道表面收敛数据测量完毕；六、重复上述步骤一～五，进行下一断面的巷道表面收敛数据的测量工作，直至整条巷道测点全部测完。

与现有技术相比，本发明的优点是：本发明可用于煤矿、冶金矿山和隧道等地下空间巷道表面收敛测站的安设定位和收敛数据的测量，在进行巷道表面收敛测站安设时，可以为巷道收敛测站的安设进行定位，与当前巷道表面收敛数据的测量方法相比，本发明的测量方法操作简单，可提供稳定的测量基准点，可大大提高观测精度，且测量速度快，仪器体积小，轻巧便携，一个人即可完成巷道表面收敛测量工作，节省人力，无需塔尺、重锤等笨重测量工具的辅助，劳动强度低。

附图说明

图1为本发明中巷道表面收敛观测尺的结构示意图；

图2为本发明中巷道表面收敛观测尺的使用状态示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示的巷道表面收敛观测尺，其包括左水平向伸缩直尺1、右水平向伸缩直尺2、上竖直向伸缩直尺3、下竖直向伸缩直尺4和中心连接件6，在左水平向伸缩直尺1、右水平向伸缩直尺2、上竖直向伸缩直尺3和下竖直向伸缩直尺4上均设有刻度线7。中心连接件6为半球形，左水平向伸缩直尺1、右水平向伸缩直尺2、上竖直向伸缩直尺3和下竖直向伸缩直尺4的零刻度端，即左水平向伸缩直尺1右端、右水平向伸缩直尺2左端、上竖直向伸缩直尺3下端和下竖直向伸缩直尺4上端分别与中心连接件6铰连，可使左水平向伸缩直尺1、右水平向伸缩直尺2、上竖直向伸缩直尺3和下竖直向伸缩直尺4折叠收拢后相互平行，且长度不大于1m，同时保证左水平向伸缩直尺1、右水平向伸缩直尺2、上竖直向伸缩直尺3和下竖直向伸缩直尺4展开后位于同一平面内，且左水平向伸缩直尺1垂直于上竖直向伸缩直尺3和下竖直向伸缩直尺4，右水平向伸缩直尺2垂直于上竖直向伸缩直尺3和下竖直向伸缩直尺4。

左水平向伸缩直尺1包括由外而内伸缩套接的左外层直尺11、左中层直尺12和左内层直尺13，在左水平向伸缩直尺1的左内层直尺13左端设有左钩子14。右水平向伸缩直尺2包括由外而内伸缩套接的右外层直尺21、右中层直尺22和右内层直尺23，在右水平向伸缩直尺2的右内层直尺23右端设有右钩子24。上竖直向伸缩直尺3包括由外而内伸缩套接的上外层直尺31、上中层直尺32和上内层直尺33，在上竖直向伸缩直尺3的上外层直尺31外表面上设有水平珠5、上竖直向伸缩直尺3的上内层直尺33上端设有上钩子34。下竖直向伸缩直尺4包括由外而内伸缩套接的下外层直尺41、下中层直尺42和下内层直尺43，在下竖直向伸缩直尺4的下内层直尺43下端设有钢珠44。

如图2所示，巷道表面收敛测量方法的测量步骤如下：

一、在巷道内任取一个巷道断面8，展开观测尺的左水平向伸缩直尺1、右水平向伸缩直尺2、上竖直向伸缩直尺3和下竖直向伸缩直尺4，使左水平向伸缩直尺1、右水平向伸缩直尺2、上竖直向伸缩直尺3和下竖直向伸缩直尺4位于同一平面内，为安设巷道收敛测站定位，确保该巷道断面8的收敛测站位于同一巷道断面8内时，安设该巷道断面8的左帮收敛测站9、右帮收敛测站10、顶板收敛测站11和底板收敛测站12，以减小测量误差；

二、先拉伸上竖直向伸缩直尺3和下竖直向伸缩直尺4，将上钩子34悬挂于巷道的顶板收敛测站11上，然后拉伸左水平向伸缩直尺1和右水平向伸缩直尺2，使左水平向伸缩直尺1和右水平向伸缩直尺2两端的左钩子14和右钩子24分别挂接在巷道断面8的左帮收敛测站9和右帮收敛测站10上；

三、调节左水平向伸缩直尺1、右水平向伸缩直尺2和上竖直向伸缩直尺3的长度，并通过观察水平珠5内的气泡，使上竖直向伸缩直尺3完全处于竖直状态，即水平珠5内的气泡恰好位于水平珠5的中心；

四、利用钢珠44的自重使下竖直向伸缩直尺4自然下垂，并调节下竖直向伸缩直尺4的长度使钢珠44定位于巷道断面8的底板收敛测站12上；

五、分别记录左水平向伸缩直尺1、右水平向伸缩直尺2、上竖直向伸缩直尺3和下竖直向伸缩直尺4伸出的各部分读数，并累加得到巷道断面8左帮、右帮、顶板和底板的空间长度，该断面的巷道表面收敛数据测量完毕；

六、重复上述步骤一～五，进行下一断面的巷道表面收敛数据的测量工作，直至整条巷道测点全部测完。

左水平向伸缩直尺1、右水平向伸缩直尺2、上竖直向伸缩直尺3和下竖直向伸缩直尺4的长度基本一致，上述测量步骤进行完毕后，左水平向伸缩直尺1、右水平向伸缩直尺2、上竖直向伸缩直尺3和下竖直向伸缩直尺4可通过中心连接件6折叠收拢到一起，体积小，便于携带。

本发明巷道表面收敛观测尺不限于上述实施方式，例如中心连接件6也可以是方形或者其他几何形状，四个伸缩直尺不局限于包括外、中、内三层，也可以是两层或者四层。

Claims

1.一种巷道表面收敛观测尺，其特征在于，包括左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺、下竖直向伸缩直尺和中心连接件，左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺一端分别与中心连接件铰连；左水平向伸缩直尺垂直于上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺，右水平向伸缩直尺垂直于上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺；左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺上均设有刻度线。

2.如权利要求1所述的巷道表面收敛观测尺，其特征在于，所述左水平向伸缩直尺另一端设有左钩子，右水平向伸缩直尺另一端设有右钩子，上竖直向伸缩直尺另一端设有上钩子。

3.如权利要求1或2所述的巷道表面收敛观测尺，其特征在于，所述左水平向伸缩直尺包括由外而内伸缩套接的左外层直尺、左中层直尺和左内层直尺，右水平向伸缩直尺包括由外而内伸缩套接的右外层直尺、右中层直尺和右内层直尺，上竖直向伸缩直尺包括由外而内伸缩套接的上外层直尺、上中层直尺和上内层直尺，下竖直向伸缩直尺包括由外而内伸缩套接的下外层直尺、下中层直尺和下内层直尺。

4.如权利要求3所述的巷道表面收敛观测尺，其特征在于，所述上竖直向伸缩直尺上设有水平珠，下竖直向伸缩直尺下端设有钢珠。

5.如权利要求4所述的巷道表面收敛观测尺，其特征在于，所述左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺折叠收拢后相互平行，左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺展开后位于同一平面内。

6.一种应用权利要求5所述巷道表面收敛观测尺的巷道表面收敛测量方法，其特征在于，测量步骤如下：一、在巷道内任取一个巷道断面，展开观测尺的左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺，使左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺位于同一平面内，为安设巷道收敛测站定位，确保该巷道断面的收敛测站位于同一巷道断面时，安设该巷道断面的左帮收敛测站、右帮收敛测站、顶板收敛测站和底板收敛测站；二、先拉伸上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺，将上钩子悬挂于巷道的顶板收敛测站上，然后拉伸左水平向伸缩直尺和右水平向伸缩直尺，使左水平向伸缩直尺和右水平向伸缩直尺两端的左钩子和右钩子分别挂接在巷道断面的左帮收敛测站和右帮收敛测站上；三、调节左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺和上竖直向伸缩直尺的长度，并通过观察水平珠内的气泡，使上竖直向伸缩直尺完全处于竖直状态；四、利用钢珠的自重使下竖直向伸缩直尺自然下垂，并调节下竖直向伸缩直尺的长度使钢珠定位于巷道断面的底板收敛测站上；五、分别记录左水平向伸缩直尺、右水平向伸缩直尺、上竖直向伸缩直尺和下竖直向伸缩直尺伸出的各部分读数，并累加得到巷道断面左帮、右帮、顶板和底板的空间长度，该断面的巷道表面收敛数据测量完毕；六、重复上述步骤一～五，进行下一断面的巷道表面收敛数据的测量工作，直至整条巷道测点全部测完。