CN108871171B - 一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构 - Google Patents
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Abstract
本发明一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构公开了一种通过测量电阻值的变化，对边坡位移进行监测，并利用边坡的推移对边坡进行反向推动加固的结构，其特征在于螺杆一端和中空杆一端相连接，所述螺杆为实心杆，且内部嵌置有多根钢条，所述中空杆上开有多个贯穿槽，且呈环形分布，所述中空杆上开有多个开口槽，且和多个贯穿槽间隔分布，所述开口槽一端延伸至中空杆另一端，所述开口槽长度和贯穿槽长度相同，限位头置于中空杆另一端上，所述限位头为中空结构，且和中空杆相连通，所述限位头呈喇叭状，且小端和中空杆相连接，连接套置于限位头内壁上，防护套置于连接套内，其一端从连接套内穿出。
Description
技术领域
本发明一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构，涉及一种在进行露天煤矿开采时，对边坡进行位移监测及治理加固的结构，属于煤矿设备领域。特别涉及一种通过测量电阻值的变化，对边坡位移进行监测，并利用边坡的推移对边坡进行反向推动加固的结构。
背景技术
目前，在进行煤矿开采时，尤其是露天开采时，边坡的防护影响开采安全，在开采时，由于振动等因素，边坡会出现推移，为了监测位移，需要进行边坡位移的监测，传统的检查手段是通过人工进行测量监测，通过对边坡上的裂隙的变化量检测，得出边坡位移量，工作量巨大，且不安全，也有采用传感器进行检查，通过将传感器布置在边坡上，利用位移时对传感器之间的拉线进行拉动，来监测传感器的位移量，进而得出边坡位移，还有采用激光测距进行位移监测的，但其检测手段误差较大，且传感器，检测仪等都是需要固定在边坡上，在边坡发生位移时，都会出现整体偏移，影响监测的准确性，且在进行监测后，不能直接进行加固防护。
公开号CN107741211A公开了一种边坡位移监测方法，该边坡位移监测方法包括以下步骤：（1）对边坡面进行清扫；（2）清扫后，在边坡中下部布设直径为80-150mm的水平钻孔，钻孔的深度为8-20m；（3）在第一、二、三锚头上分别设置一根测杆；（4）将安装测杆的第一、二、三锚头依次伸入钻孔底部、中部、前部，注入混凝土浆液将锚头与钻孔岩壁固定后，静置12-48h；（5）在钻孔口处设置安装基座，将传感器设置在基座上，所述传感器一端与测杆一端连接，传感器另一端外接导线；（6）在传感器外部安装设有导线通孔的保护套，将导线引出；（7）导线与读数仪连接，读数仪读取传感器的初始读数，并记录读数，该方法中，通过边坡的位移推动传感器的伸缩进行位移检查，但该方法中的参考基准不定，在边坡位移时，整体都在进行移动，影响监测结果。
发明内容
为了改善上述情况，本发明一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构提供了一种通过测量电阻值的变化，对边坡位移进行监测，并利用边坡的推移对边坡进行反向推动加固的结构。能够提高对边坡位移监测的准确度。
本发明一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构是这样实现的：本发明一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构由固定套、金属线圈、限位头、压缩弹簧、滑动套、螺杆、推板、中空杆、滑动条、金属条、连接环、连接套、防护套、金属管、金属弹片、贯穿槽和开口槽组成，螺杆一端和中空杆一端相连接，所述螺杆为实心杆，且内部嵌置有多根钢条，所述中空杆上开有多个贯穿槽，且呈环形分布，所述中空杆上开有多个开口槽，且和多个贯穿槽间隔分布，所述开口槽一端延伸至中空杆另一端，所述开口槽长度和贯穿槽长度相同，限位头置于中空杆另一端上，所述限位头为中空结构，且和中空杆相连通，所述限位头呈喇叭状，且小端和中空杆相连接，连接套置于限位头内壁上，防护套置于连接套内，其一端从连接套内穿出，所述防护套由绝缘材料制成，优选的为塑料，金属管置于中空杆内，且一端置于防护套内，多个金属弹片一端分别置于金属管另一端，另一端分别沿着金属管外壁向金属管一端延伸，多个所述金属弹片一一对应置于多个贯穿槽内，所述金属弹片和贯穿槽长度相同，连接环套置于防护套一端上，且和连接套相连接，多个金属条一一对应置于多个开口槽内，且一端分别和连接环相连接，所述金属条和金属弹片材质相同，且截面积相同，所述限位头内壁上置有用于测量电阻的金属线圈，且金属线圈一端和金属管相连接，滑动套套置于中空杆另一端上，所述滑动套内壁为金属材质，推板置于滑动套上，所述推板为环形板状结构，所述推板底面置有毛刺，所述毛刺为六棱锥型结构，且顶点朝下，多个滑动条分别置于滑动套内壁上，且分别置于多个贯穿槽内，所述滑动条和对应贯穿槽内的金属弹片表面相贴合，固定套套置于中空杆另一端上，压缩弹簧套置于中空杆上，且位于固定套和滑动套之间。
本发明还涉及一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构的使用方法，其特征在于使用时，初始状态时，固定套位于中空杆一端，和金属条不接触，多个金属弹片和金属管形成电阻，电阻值一定，预先通过金属线圈测出电阻的初始值，进行边坡位移监测及治理时，首先将螺杆固定在边坡上的锚杆上，使推板刚好和边坡贴合，当边坡出现推移时，推动推板，带动滑动套上移，滑动套沿着中空杆向上滑动，压缩弹簧被压缩，滑动套带动内壁上的滑动条分别沿着对应的贯穿槽滑动，滑动条贴合金属弹片表面进行移动，当滑动套移动至金属条位置时，滑动套内壁和多个金属条相贴合，进而连通多个金属弹片和多个金属条，随着滑动套的不断上移，串联的金属条长度逐渐减小，进而形成的电阻值逐渐减小，通过金属线圈测量此时电阻值，然后得到和初始电阻值间的差值，进而得到串联的金属弹片部分的电阻值，然后根据电阻定律R=ρL/S，得出L，进而得到金属弹片和金属条的位移，进而得到边坡的推移程度，对边坡位移变化进行监测，然后下拧螺杆，使本发明整体下移，压缩弹簧推动推板压紧在边坡上，进而对边坡进行进一步加固；
所述螺杆为实心杆，且内部嵌置有多根钢条的设计，能够提高螺杆的强度，提高螺杆对推板的支撑强度，进而提高边坡加固稳固型；
所述开口槽一端延伸至中空杆另一端，开口槽长度和贯穿槽长度相同的设计，能够使开口槽另一端距离中空杆一端的距离相较贯穿槽更长，进而使最开始时金属条和金属弹片不连通；
所述限位头呈喇叭状，且小端和中空杆相连接的设计，限位头直径逐渐增加，能够在压缩弹簧压缩时，更好的对固定套进行限位；
所述防护套由绝缘材料制成的设计，能够将金属管和多个金属条隔开，防止接触，电阻值固定，无法测量得到变化值；
所述滑动套内壁为金属材质的设计，能够在和金属条接触时，连通金属条和金属弹片；
所述推板底面置有毛刺，毛刺为六棱锥型结构，且顶点朝下的设计，能够在推板压在边坡上时，毛刺扎进地面内，进而增加和边坡的连接面积，进一步提高对边坡的加固稳定性；
所述压缩弹簧和推板配合，对边坡进行加固的设计，能够在检测后直接进行加固防护，简单方便，提高对边坡的防护效果；
所述金属弹片和金属条配合，对边坡位移进行监测的设计，利用位移的推动使电阻值变化，进而得到边坡位移变化程度，检测更加准确，工作量也较少；
边坡推移时，滑动套上移和金属条贴合的设计，能够在边坡推移时，连通金属条和金属弹片，随着金属条串联长度的变化，电阻值进行变化；
滑动套上移时，金属弹片串联长度逐渐减小的设计，能够随着滑动套的上移，使形成的电阻值逐渐减小；
达到在进行露天煤矿开采时，对边坡进行位移监测及治理加固的目的。
有益效果。
一、能够减少对边坡位移监测时的工作量，提高效率。
二、能够提高对边坡的加固效率。
三、能够提高对边坡位移监测的准确度。
附图说明
图1为本发明一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构的立体结构图。
图2为本发明一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构滑动套的立体结构图，其仅仅显示了滑动套和滑动条之间的连接关系。
图3为本发明一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构中空杆的立体结构图。
图4为本发明一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构金属管的立体结构图。
附图中
其中零件为：固定套（1），金属线圈（2），限位头（3），压缩弹簧（4），滑动套（5），螺杆（6），推板（7），中空杆（8），滑动条（9），金属条（10），连接环（11），连接套（12），防护套（13），金属管（14），金属弹片（15），贯穿槽（16），开口槽（17）。
具体实施方式：
本发明一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构是这样实现的：本发明一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构由固定套（1）、金属线圈（2）、限位头（3）、压缩弹簧（4）、滑动套（5）、螺杆（6）、推板（7）、中空杆（8）、滑动条（9）、金属条（10）、连接环（11）、连接套（12）、防护套（13）、金属管（14）、金属弹片（15）、贯穿槽（16）和开口槽（17）组成，螺杆（6）一端和中空杆（8）一端相连接，所述螺杆（6）为实心杆，且内部嵌置有多根钢条，所述中空杆（8）上开有多个贯穿槽（16），且呈环形分布，所述中空杆（8）上开有多个开口槽（17），且和多个贯穿槽（16）间隔分布，所述开口槽（17）一端延伸至中空杆（8）另一端，所述开口槽（17）长度和贯穿槽（16）长度相同，限位头（3）置于中空杆（8）另一端上，所述限位头（3）为中空结构，且和中空杆（8）相连通，所述限位头（3）呈喇叭状，且小端和中空杆（8）相连接，连接套（12）置于限位头（3）内壁上，防护套（13）置于连接套（12）内，其一端从连接套（12）内穿出，所述防护套（13）由绝缘材料制成，优选的为塑料，金属管（14）置于中空杆（8）内，且一端置于防护套（13）内，多个金属弹片（15）一端分别置于金属管（14）另一端，另一端分别沿着金属管（14）外壁向金属管（14）一端延伸，多个所述金属弹片（15）一一对应置于多个贯穿槽（16）内，所述金属弹片（15）和贯穿槽（16）长度相同，连接环（11）套置于防护套（13）一端上，且和连接套（12）相连接，多个金属条（10）一一对应置于多个开口槽（17）内，且一端分别和连接环（11）相连接，所述金属条（10）和金属弹片（15）材质相同，且截面积相同，所述限位头（3）内壁上置有用于测量电阻的金属线圈（2），且金属线圈（2）一端和金属管（14）相连接，滑动套（5）套置于中空杆（8）另一端上，所述滑动套（5）内壁为金属材质，推板（7）置于滑动套（5）上，所述推板（7）为环形板状结构，所述推板（7）底面置有毛刺，所述毛刺为六棱锥型结构，且顶点朝下，多个滑动条（9）分别置于滑动套（5）内壁上，且分别置于多个贯穿槽（16）内，所述滑动条（9）和对应贯穿槽（16）内的金属弹片（15）表面相贴合，固定套（1）套置于中空杆（8）另一端上，压缩弹簧（4）套置于中空杆（8）上，且位于固定套（1）和滑动套（5）之间。
本发明还涉及一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构的使用方法，其特征在于使用时，初始状态时，固定套（1）位于中空杆（8）一端，和金属条（10）不接触，多个金属弹片（15）和金属管（14）形成电阻，电阻值一定，预先通过金属线圈（2）测出电阻的初始值，进行边坡位移监测及治理时，首先将螺杆（6）固定在边坡上的锚杆上，使推板（7）刚好和边坡贴合，当边坡出现推移时，推动推板（7），带动滑动套（5）上移，滑动套（5）沿着中空杆（8）向上滑动，压缩弹簧（4）被压缩，滑动套（5）带动内壁上的滑动条（9）分别沿着对应的贯穿槽（16）滑动，滑动条（9）贴合金属弹片（15）表面进行移动，当滑动套（5）移动至金属条（10）位置时，滑动套（5）内壁和多个金属条（10）相贴合，进而连通多个金属弹片（15）和多个金属条（10），随着滑动套（5）的不断上移，串联的金属条（10）长度逐渐减小，进而形成的电阻值逐渐减小，通过金属线圈（2）测量此时电阻值，然后得到和初始电阻值间的差值，进而得到串联的金属弹片（15）部分的电阻值，然后根据电阻定律R=ρL/S，得出L，进而得到金属弹片（15）和金属条（10）的位移，进而得到边坡的推移程度，对边坡位移变化进行监测，然后下拧螺杆（6），使本发明整体下移，压缩弹簧（4）推动推板（7）压紧在边坡上，进而对边坡进行进一步加固；
所述螺杆（6）为实心杆，且内部嵌置有多根钢条的设计，能够提高螺杆（6）的强度，提高螺杆（6）对推板（7）的支撑强度，进而提高边坡加固稳固型；
所述开口槽（17）一端延伸至中空杆（8）另一端，开口槽（17）长度和贯穿槽（16）长度相同的设计，能够使开口槽（17）另一端距离中空杆（8）一端的距离相较贯穿槽（16）更长，进而使最开始时金属条（10）和金属弹片（15）不连通；
所述限位头（3）呈喇叭状，且小端和中空杆（8）相连接的设计，限位头（3）直径逐渐增加，能够在压缩弹簧（4）压缩时，更好的对固定套（1）进行限位；
所述防护套（13）由绝缘材料制成的设计，能够将金属管（14）和多个金属条（10）隔开，防止接触，电阻值固定，无法测量得到变化值；
所述滑动套（5）内壁为金属材质的设计，能够在和金属条（10）接触时，连通金属条（10）和金属弹片（15）；
所述推板（7）底面置有毛刺，毛刺为六棱锥型结构，且顶点朝下的设计，能够在推板（7）压在边坡上时，毛刺扎进地面内，进而增加和边坡的连接面积，进一步提高对边坡的加固稳定性；
所述压缩弹簧（4）和推板（7）配合，对边坡进行加固的设计，能够在检测后直接进行加固防护，简单方便，提高对边坡的防护效果；
所述金属弹片（15）和金属条（10）配合，对边坡位移进行监测的设计，利用位移的推动使电阻值变化，进而得到边坡位移变化程度，检测更加准确，工作量也较少；
边坡推移时，滑动套（5）上移和金属条（10）贴合的设计，能够在边坡推移时，连通金属条（10）和金属弹片（15），随着金属条（10）串联长度的变化，电阻值进行变化；
滑动套（5）上移时，金属弹片（15）串联长度逐渐减小的设计，能够随着滑动套（5）的上移，使形成的电阻值逐渐减小；
达到在进行露天煤矿开采时，对边坡进行位移监测及治理加固的目的。
Claims (10)
1.一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构，其特征是：螺杆一端和中空杆一端相连接，中空杆上开有多个贯穿槽，且呈环形分布，中空杆上开有多个开口槽，且和多个贯穿槽间隔分布，限位头置于中空杆另一端上，限位头为中空结构，且和中空杆相连通，限位头呈喇叭状，且小端和中空杆相连接，连接套置于限位头内壁上，防护套置于连接套内，其一端从连接套内穿出，金属管置于中空杆内，且一端置于防护套内，多个金属弹片一端分别置于金属管另一端，另一端分别沿着金属管外壁向金属管一端延伸，多个金属弹片一一对应置于多个贯穿槽内，金属弹片和贯穿槽长度相同，连接环套置于防护套一端上，且和连接套相连接，多个金属条一一对应置于多个开口槽内，且一端分别和连接环相连接，金属条和金属弹片材质相同，且截面积相同，限位头内壁上置有用于测量电阻的金属线圈，且金属线圈一端和金属管相连接，滑动套套置于中空杆另一端上，推板置于滑动套上，多个滑动条分别置于滑动套内壁上，且分别置于多个贯穿槽内，滑动条和对应贯穿槽内的金属弹片表面相贴合，固定套套置于中空杆另一端上，压缩弹簧套置于中空杆上，且位于固定套和滑动套之间。
2.根据权利要求1所述的一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构，其特征在于所述螺杆为实心杆，且内部嵌置有多根钢条。
3.根据权利要求1所述的一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构，其特征在于所述开口槽一端延伸至中空杆另一端，所述开口槽长度和贯穿槽长度相同。
4.根据权利要求1所述的一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构，其特征在于所述防护套由绝缘材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构，其特征在于所述滑动套内壁为金属材质。
6.根据权利要求1所述的一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构，其特征在于所述推板为环形板状结构，所述推板底面置有毛刺。
7.根据权利要求6所述的一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构，其特征在于所述毛刺为六棱锥型结构，且顶点朝下。
8.根据权利要求1所述的一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构，其特征在于所述金属弹片和金属条配合，对边坡位移进行监测，利用位移的推动使电阻值变化，进而得到边坡位移变化程度。
9.根据权利要求1所述的一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构，其特征在于所述滑动套上移时，金属弹片串联长度逐渐减小的设计，能够随着滑动套的上移，使形成的电阻值逐渐减小。
10.一种露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构的使用方法，其特征在于使用时，初始状态时，固定套位于中空杆一端，和金属条不接触，多个金属弹片和金属管形成电阻，电阻值一定，预先通过金属线圈测出电阻的初始值，进行边坡位移监测及治理时，首先将螺杆固定在边坡上的锚杆上，使推板刚好和边坡贴合，当边坡出现推移时，推动推板，带动滑动套上移，滑动套沿着中空杆向上滑动，压缩弹簧被压缩，滑动套带动内壁上的滑动条分别沿着对应的贯穿槽滑动，滑动条贴合金属弹片表面进行移动，当滑动套移动至金属条位置时，滑动套内壁和多个金属条相贴合，进而连通多个金属弹片和多个金属条，随着滑动套的不断上移，串联的金属条长度逐渐减小，进而形成的电阻值逐渐减小，通过金属线圈测量此时电阻值，然后得到和初始电阻值间的差值，进而得到串联的金属弹片部分的电阻值，然后根据电阻定律R=ρL/S，得出L，进而得到金属弹片和金属条的位移，进而得到边坡的推移程度，对边坡位移变化进行监测，然后下拧螺杆，使露天煤矿开采边坡位移监测及治理加固结构整体下移，压缩弹簧推动推板压紧在边坡上，进而对边坡进行进一步加固。
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