CN103776575A

CN103776575A - 可回收的地应力测试装置

Info

Publication number: CN103776575A
Application number: CN201410038758.4A
Authority: CN
Inventors: 李尧斌; 戚良好; 陈捷
Original assignee: Anhui University of Science and Technology
Current assignee: Anhui University of Science and Technology
Priority date: 2014-01-26
Filing date: 2014-01-26
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2034-01-26
Also published as: CN103776575B

Abstract

一种可回收的地应力测试装置，包括管体、探头、活动板，管体左端顶部设有缺口，管体底部固定有第一导向板，第一导向板两端均伸出管体外，第一导向板的左端部固定有限位板，限位板上铰接有连接杆，连接杆的另一端铰接有所述活动板，所述活动板内壁自铰接端向自由端逐渐变薄，所述活动板位于所述缺口处，所述第一导向板的右端部固定有管体输送及回收装置，所述探头上带有感受应力柱及探头输送装置、探头回收装置，并且所述探头能沿第一导向板输送至管体内。本发明可回收的地应力测试装置，其可重复使用，降低地应力测试成本。

Description

可回收的地应力测试装置

技术领域

本发明涉及一种应力测试装置，具体说涉及一种煤体、岩体内的地应力测试装置。

背景技术

地应力是指地下煤、岩层受到的应力，主要包括有上覆岩层自重引起的自重应力和由地质构造作用引起的构造应力。随着煤炭开采活动的进行，破坏了原有的应力平衡，使得采动空间出现了应力的重新分布，因此，采掘空间周围煤、岩体的应力也包括采动应力。地应力大小是煤矿开采、支护及顶板控制、煤与瓦斯突出等灾害预防的基础参数，测试及评估煤、岩体应力是矿压观测的主要内容，是解决受采动影响的巷道矿压控制、开采程序设计、巷道位置合理选择与维护、冲击地压和煤与瓦斯突出预测和防治、承压水下煤体安全开采等重大技术问题的决策依据。现有的地应力测试装置，因不可回收而只能一次性使用，造成地应力测试成本很高，并且现有的地应力测试装置，如用膨胀胶测地应力的装置，测试过程中容易发生胶水变硬，从而导致测试装置和周围岩体相互独立，没有应力传递点，造成测试失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种可回收的地应力测试装置，其可重复使用，降低地应力测试成本。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种可回收的地应力测试装置，包括管体、探头、活动板，管体左端顶部设有缺口，管体内侧底部固定有第一导向板，第一导向板两端均伸出管体外，第一导向板的左端部固定有限位板，限位板上铰接有连接杆，连接杆的另一端与所述活动板相铰接，所述活动板的厚度自铰接端向自由端逐渐变薄，并且活动板自由端的厚度小于或等于管体顶部的壁厚、铰接端的厚度大于管体顶部的壁厚，所述活动板位于所述缺口处，并且所述活动板支撑于所述缺口边缘，所述第一导向板的右端部固定有管体输送及回收装置，所述探头上带有感受应力柱及探头输送装置、探头回收装置，并且所述探头能沿第一导向板输送至管体内，当所述探头位于所述管体内时，感受应力柱的高度略低于管体顶部内壁。

本发明可回收的地应力测试装置，其中，所述管体的前、后侧壁里侧分别固定有第二、第三导向板。

本发明可回收的地应力测试装置，其中，所述第一导向板和管体内壁之间设有填充物。

本发明可回收的地应力测试装置，其中，所述感受应力柱顶部为圆弧面，所述活动板内表面为与所述感受应力柱顶部的圆弧面相适应的圆弧面。

本发明可回收的地应力测试装置，其中，所述探头输送装置为固定于所述探头端部的钢筋及套在所述钢筋外的推进管，所述探头回收装置为连接于所述探头端部的钢丝绳，所述推进管、钢丝绳位于所述探头的同一端。

本发明可回收的地应力测试装置，其中，所述管体输送及回收装置包括固定于所述第一导向板上的连接螺母及穿入所述连接螺母上的钢筋。

采用上述方案后，由于本发明可回收的地应力测试装置的第一导向板上固定有管体输送及回收装置，探头上带有输送装置、回收装置，因此在测试完地应力后可回收并重复使用，降低地应力测试成本，并且在测试过程中，探头上的感受应力柱始终抵靠在活动板上，避免测试装置和周围岩体相互独立导致测试失败，另外，本发明可回收的地应力测试装置还可用于连续测试不断变化的地应力。

另外，第一导向板和管体内壁之间设有填充物，可避免第一导向板受力变形，感受应力柱顶部为圆弧面，活动板内表面为圆弧面，使感受应力柱和活动板很好的贴合，灵敏、准确传递地应力，从而使测量结果更准确。

附图说明

图1是本发明可回收的地应力测试装置探头在管体外时的立体图；

图2是本发明可回收的地应力测试装置探头在管体内时的立体图；

图3是本发明可回收的地应力测试装置中管体的立体图。

具体实施方式

如图1所示，本发明可回收的地应力测试装置包括管体11、探头13、活动板17，管体11左端顶部设有缺口111，如图3所示，管体11内侧底部焊接有第一导向板16，第一导向板16和管体11内壁之间设有填充物21，填充物21为充实焊接于第一导向板16和管体11之间的钢材，第一导向板16两端均伸出管体11外，第一导向板16的左端部焊接有限位板161，限位板161垂直于第一导向板16，限位板161上铰接有连接杆15，连接杆15的另一端与活动板17相铰接，活动板17的厚度自铰接端向自由端逐渐变薄，并且活动板17自由端的厚度小于或等于管体11顶部的壁厚、铰接端的厚度大于管体11顶部的壁厚，活动板17位于缺口111处，并且活动板17支撑于缺口111边缘，第一导向板16的右端部固定有管体输送及回收装置，探头13上带有感受应力柱132及探头输送装置、探头回收装置，并且探头13可沿第一导向板16输送至管体11内，当探头13位于管体11内时，感受应力柱132的高度略低于管体11顶部内壁，使探头13可在第一导向板16上滑动，管体11的前、后侧壁上还分别焊接有第二、第三导向板12、14，管体11采用钢管，第一、二、三导向板16、12、14均为扁铁，感受应力柱132顶部为圆弧面，活动板17内表面为与感受应力柱132顶部的圆弧面相适应的圆弧面。

探头13上的探头输送装置采用焊接于探头13端部的钢筋133及套在钢筋外的推进管，探头13上的探头回收装置为连接于探头13端部的钢丝绳135，推进管133、钢丝绳135位于探头13的同一端，第一导向板16上的管体输送及回收装置为焊接于第一导向板16上的连接螺母137及穿入连接螺母137上的钢筋。

使用时，先在煤层或岩层内钻测试孔，然后将探头13放入管体11内，通过连接螺母137上的钢筋将管体11送入测试孔的孔底，同时，通过推进管将探头13也送入孔底，管体11和探头13送入孔底时速度相同，然后再通过推进管推动探头13，使探头13沿第一、二、三导向板16、12、14滑动到达活动板17下方，感受应力柱132相对活动板17内壁滑动，使活动板17整体抬升如图2所示，直到活动板17上表面与测试孔的顶板紧密接触，当测试孔的顶板来压后，探头13所连接的传感器即可测出测试孔顶板上的地应力，测试完成后，等地应力消失时，再通过连接螺母137上的钢筋及探头13上的钢丝绳135将管体11及探头13收回，推进管可采用一段或相互连接的多段，视测试孔的不同深度而定。

以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种可回收的地应力测试装置，其特征在于：包括管体（11）、探头（13）、活动板（17），管体（11）左端顶部设有缺口（111），管体（11）内侧底部固定有第一导向板（16），第一导向板（16）两端均伸出管体（11）外，第一导向板（16）的左端部固定有限位板（161），限位板（161）上铰接有连接杆（15），连接杆（15）的另一端与所述活动板（17）相铰接，所述活动板（17）的厚度自铰接端向自由端逐渐变薄，并且活动板（17）自由端的厚度小于或等于管体（11）顶部的壁厚、铰接端的厚度大于管体（11）顶部的壁厚，所述活动板（17）位于所述缺口（111）处，并且所述活动板（17）支撑于所述缺口（111）边缘，所述第一导向板（16）的右端部固定有管体输送及回收装置，所述探头（13）上带有感受应力柱（132）及探头输送装置、探头回收装置，并且所述探头（13）能沿第一导向板（16）输送至管体（11）内，当所述探头（13）位于所述管体（11）内时，感受应力柱（132）的高度略低于管体（11）顶部内壁。

2.如权利要求1所述的可回收的地应力测试装置，其特征在于：所述管体（11）的前、后侧壁里侧分别固定有第二、第三导向板（12、14）。

3.如权利要求2所述的可回收的地应力测试装置，其特征在于：所述第一导向板（16）和管体（11）内壁之间设有填充物（21）。

4.如权利要求3所述的可回收的地应力测试装置，其特征在于：所述感受应力柱（132）顶部为圆弧面，所述活动板（17）内表面为与所述感受应力柱（132）顶部的圆弧面相适应的圆弧面。

5.如权利要求4所述的可回收的地应力测试装置，其特征在于：所述探头输送装置为固定于所述探头（13）端部的钢筋（133）及套在所述钢筋外的推进管，所述探头回收装置为连接于所述探头（13）端部的钢丝绳（135），所述推进管、钢丝绳（135）位于所述探头（13）的同一端。

6.如权利要求5所述的可回收的地应力测试装置，其特征在于：所述管体输送及回收装置包括固定于所述第一导向板（16）上的连接螺母（137）及穿入所述连接螺母（137）上的钢筋。

7.如权利要求6所述的可回收的地应力测试装置，其特征在于：所述限位板（161）与第一导向板（16）相垂直。