CN109631824A - 一种巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置及方法 - Google Patents

一种巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109631824A
CN109631824A CN201811563444.0A CN201811563444A CN109631824A CN 109631824 A CN109631824 A CN 109631824A CN 201811563444 A CN201811563444 A CN 201811563444A CN 109631824 A CN109631824 A CN 109631824A
Authority
CN
China
Prior art keywords
measuring staff
top zone
empty top
measuring
tunnel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811563444.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109631824B (zh
Inventor
韩昌良
冉智
张农
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN201811563444.0A priority Critical patent/CN109631824B/zh
Publication of CN109631824A publication Critical patent/CN109631824A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109631824B publication Critical patent/CN109631824B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/32—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring the deformation in a solid
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
    • E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

本发明涉及一种巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置及方法，适用于矿山和岩土工程使用。监测装置由固定机具和测杆两部分组成，监测时固定机具安装在迎头顶板锚杆上，并在监测点利用过程中保持固定，测杆通过嵌入固定机具不同测孔改变监测方向，通过调节测杆长度改变监测长度，两者配合可监测空顶区不同区域；监测过程中，根据杠杆原理使测杆一端接触空顶区测点，记录此时测杆长度和测杆与垂线夹角，计算得到测点与测杆另一端的竖直高度，两次测量得到的竖直高度差就是测点处变形量。其安装便利、操作简单、监测范围广、成本低且利用率和安全性高、结果较准确，可有效降低空顶区顶板变形量监测的不准确性和高危险性。

Description

一种巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种监测装置及方法，尤其适用于一种矿山和岩土工程领域使用的巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置及方法。
背景技术
顶板事故是煤矿安全生产的重要隐患，其中巷道迎头空顶区的垮冒占有重要比例，所以监测巷道迎头空顶区顶板变形量至关重要，可以使顶板得到及时支护，减少巷道围岩变形破坏。传统的监测方法较少，一般是人员进入采空区利用传统工具测量，存在诸多问题。
传统巷道迎头采空区顶板变形量监测存在诸多问题，特别是在煤巷中。叙述如下：①需要人员携带测量机具进入空顶区测量，存在较大的安全隐患；②操作工具简单，一般用钢尺测量，没有辅助工具，测量结果准确性差；③当迎头停放设备时，人员进入困难，给空顶区测量带来困难，导致无法及时了解空顶区顶板状况。这些问题严重影响之后的工序进行且人身安全受到危害。
发明内容
技术问题：针对上述问题，提出一种安装便利、操作简单、监测范围广、成本低且利用率和安全性高、结果较准确的巷道迎头空顶区顶板变形量的监测装置和方法。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明的巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置，包括固定机具和测杆，所述固定机具包括套筒、紧固阀、焊接管和弧形管，其中套筒内径与锚杆直径相匹配，套筒上横向设有焊接管，并通过紧固阀固定焊接管，焊接管两端分别与弧形管两端相连接，弧形管上设有多个贯通测孔，测孔直径为弧形管直径一半；
所述测杆包括测杆、凸出杆、凹槽和坡度仪，所述测杆包括螺纹杆和中空管，螺纹杆和中空管相互独立且螺纹杆可在中空管中旋转，改变测量长度，测量迎头空顶区不同区域，以掘进面为前，坡度仪安装在中空管后端不超过1/2范围内，凸出杆设置在中空管正中间，所述凸出杆上设有凹槽，凸出杆与弧形管上的测孔尺寸匹配，能够使凸出杆放入测孔内，凹槽的宽度与弧形管的直径匹配，形成卡扣，防止滑落。
所述的固定机具应在空顶区测点利用过程中一直保持固定在原位，避免前后两次测量因测孔的竖向位置变化而导致测量结果不准确。
所述的测孔可根据实际需要监测的点，在弧形管上添加，使测杆在与该测孔结合时长轴和需要监测的测点在同一平面上，一般设置1～10个。
通过使凸出杆上的凹槽嵌入不同测孔内，改变测杆监测方向，测量迎头空顶区不同区域。
一种巷道迎头空顶区顶板变形量监测方法，其步骤如下：
a.将固定机具的套筒套入迎头第一排锚杆的外露端，转动紧固阀固定，使焊接管的纵向轴线与巷道长轴线平行；
b.预先标记空顶区测点，将测杆的凸出杆放入合适的测孔中，使测杆长轴与测点在同一平面，将凸出杆上的凹槽嵌入测孔，调节螺纹杆长度，并下压测杆后端使螺纹杆的前端接触测点，记录此时测杆长度L1和坡度仪(10)上的角度θ1作为首次测量标准，测量结束后将测杆取下放置在安全位置；
c.每隔一段时间将测杆再次放入对应测孔中，通过调节螺纹杆长度，使螺纹杆前端接触测点，记录每次监测的测杆长度Ln和坡度仪上的对应角度θn，即可利用公式：h＝L1cosθ1-Lncosθn，获得测点处对应时间段顶板下沉总量。
有益效果：
使用本发明的监测装置和监测方法，井下测量人员只需要支护区下即可完成测量数据的收集，使测量人员的人身安全性得到大大提高；本发明的测量方法对巷道迎头空顶区顶板下沉数据监测准确性高，操作方便；不受迎头大型设备的影响，可及时得到空顶区顶板变形量；本发明的监测装置结构简单，使用成本低，不依赖电源可靠性高，可循环利用，测量区域广。
附图说明
图1是本发明巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置使用示意图。
图2是本发明巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置固定机具示意图。
图3是本发明巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置测杆示意图
图4是本发明巷道迎头空顶区顶板变形量监测方法的几何示意图。
图中：1-套筒，2-紧固阀，3-焊接管，4-弧形管，5-测孔，6-螺纹杆，7-中空管，8-凸出杆，9-凹槽，10-坡度仪，11-锚杆，12-空顶区测点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
如图1和图2所示，本发明的巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置，包括固定机具和测杆，所述固定机具包括套筒1、紧固阀2、焊接管3和弧形管4，其中套筒1内径与锚杆11直径相匹配，套筒1上横向设有焊接管3，并通过紧固阀2固定焊接管3，焊接管3两端分别与弧形管4两端相连接，弧形管4上设有多个贯通测孔5，测孔5直径为弧形管4直径一半；所述的固定机具应在空顶区测点12利用过程中一直保持固定在原位，避免前后两次测量因测孔5的竖向位置变化而导致测量结果不准确，所述的测孔5可根据实际需要监测的点，在弧形管4上添加，使测杆在与该测孔5结合时长轴和需要监测的测点12在同一平面上，一般设置1～10个，通过使凸出杆8上的凹槽9嵌入不同测孔5内，改变测杆监测方向，测量迎头空顶区不同区域；
如图3所示，所述测杆包括测杆、凸出杆8、凹槽9和坡度仪10，所述测杆包括螺纹杆6和中空管7，螺纹杆6和中空管7相互独立且螺纹杆6可在中空管7中旋转，改变测量长度，测量迎头空顶区不同区域，以掘进面为前，坡度仪10安装在中空管7后端不超过1/2范围内，凸出杆8设置在中空管7正中间，所述凸出杆8上设有凹槽9，凸出杆8与弧形管4上的测孔5尺寸匹配，能够使凸出杆8放入测孔5内，凹槽9的宽度与弧形管4的直径匹配，形成卡扣，防止滑落。
如图4所示，一种巷道迎头空顶区顶板变形量监测方法，其步骤如下：
a.将固定机具的套筒1套入迎头第一排锚杆11的外露端，转动紧固阀2固定，使焊接管3的纵向轴线与巷道长轴线平行；
b.预先标记空顶区测点12，将测杆的凸出杆8放入合适的测孔5中，使测杆长轴与测点12在同一平面，将凸出杆8上的凹槽9嵌入测孔5，调节螺纹杆6长度，并下压测杆后端B使螺纹杆6的前端A接触测点12，记录此时测杆整体长度L1和坡度仪10上的角度θ1作为首次测量标准，测量结束后将测杆取下放置在安全位置；
c.每隔一段时间将测杆再次放入对应测孔5中，通过调节螺纹杆6长度，使螺纹杆6前端接触测点12，记录每次监测的测杆长度Ln和坡度仪10上的对应角度θn，即可利用公式：h＝a1-an＝L1cosθ1-Lncosθn，式中a1表示首次测量测杆竖向高度；an表示第n次测量时测杆竖向高度，获得测点处对应时间段顶板下沉总量。

Claims (5)

1.一种巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置，其特征至于：它包括固定机具和测杆，所述固定机具包括套筒(1)、紧固阀(2)、焊接管(3)和弧形管(4)，其中套筒(1)内径与锚杆(11)直径相匹配，套筒(1)上横向设有焊接管(3)，并通过紧固阀(2)固定焊接管(3)，焊接管(3)两端分别与弧形管(4)两端相连接，弧形管(4)上设有多个贯通测孔(5)，测孔(5)直径为弧形管(4)直径一半；
所述测杆包括测杆、凸出杆(8)、凹槽(9)和坡度仪(10)，所述测杆包括螺纹杆(6)和中空管(7)，螺纹杆(6)和中空管(7)相互独立且螺纹杆(6)可在中空管(7)中旋转，改变测量长度，测量迎头空顶区不同区域，以掘进面为前，坡度仪(10)安装在中空管(7)后端不超过1/2范围内，凸出杆(8)设置在中空管(7)正中间，所述凸出杆(8)上设有凹槽(9)，凸出杆(8)与弧形管(4)上的测孔(5)尺寸匹配，能够使凸出杆(8)放入测孔(5)内，凹槽(9)的宽度与弧形管(4)的直径匹配，形成卡扣，防止滑落。
2.根据权利要求1所述的巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置，其特征在于：所述的固定机具应在空顶区测点(12)利用过程中一直保持固定在原位，避免前后两次测量因测孔(5)的竖向位置变化而导致测量结果不准确。
3.根据权利要求1所述的巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置，其特征在于：所述的测孔(5)可根据实际需要监测的点，在弧形管(4)上添加，使测杆在与该测孔(5)结合时长轴和需要监测的测点(12)在同一平面上，一般设置1～10个。
4.根据权利要求3所述的巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置，其特征在于：通过使凸出杆(8)上的凹槽(9)嵌入不同测孔(5)内，改变测杆监测方向，测量迎头空顶区不同区域。
5.一种使用权利要求1所述的巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置的监测方法，其特征是包括如下步骤：
a.将固定机具的套筒(1)套入迎头第一排锚杆(11)的外露端，转动紧固阀(2)固定，使焊接管(3)的纵向轴线与巷道长轴线平行；
b.预先标记空顶区测点(12)，将测杆的凸出杆(8)放入合适的测孔(5)中，使测杆长轴与测点(12)在同一平面，将凸出杆(8)上的凹槽(9)嵌入测孔(5)，调节螺纹杆(6)长度，并下压测杆后端使螺纹杆(6)的前端接触测点(12)，记录此时测杆的整体长度L1和坡度仪(10)上的角度θ1作为首次测量标准，测量结束后将测杆取下放置在安全位置；
c.每隔一段时间将测杆再次放入对应测孔(5)中，通过调节螺纹杆(6)长度，使螺纹杆(6)前端接触测点(12)，记录每次监测的测杆长度Ln和坡度仪(10)上的对应角度θn，即可利用公式：h＝L1cosθ1-Lncosθn，获得测点处对应时间段顶板下沉总量。
CN201811563444.0A 2018-12-20 2018-12-20 一种巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置及方法 Active CN109631824B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811563444.0A CN109631824B (zh) 2018-12-20 2018-12-20 一种巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811563444.0A CN109631824B (zh) 2018-12-20 2018-12-20 一种巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109631824A true CN109631824A (zh) 2019-04-16
CN109631824B CN109631824B (zh) 2019-11-12

Family

ID=66075875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811563444.0A Active CN109631824B (zh) 2018-12-20 2018-12-20 一种巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109631824B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114739268A (zh) * 2022-03-31 2022-07-12 江苏万恒铸业有限公司 一种汽轮机汽缸铸件制造成型加工工装装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102564376A (zh) * 2012-02-03 2012-07-11 天地（常州）自动化股份有限公司 围岩离层位移监测仪
CN102914282A (zh) * 2012-10-18 2013-02-06 中铁隧道集团有限公司 一种采用位移传感器测量隧道变形的监控量测方法
US20160161251A1 (en) * 2013-07-22 2016-06-09 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Method for characterizing the mechanical parameters of a roadway
CN106401651A (zh) * 2016-11-07 2017-02-15 中国矿业大学 一种全巷全过程全断面表面变形监测装置及方法
CN106958459A (zh) * 2017-05-12 2017-07-18 中国矿业大学(北京) 一种巷道顶板失稳分级预警装置及预警方法
CN206531493U (zh) * 2016-12-29 2017-09-29 山东科技大学 一种矿用巷道顶板位移监测装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102564376A (zh) * 2012-02-03 2012-07-11 天地（常州）自动化股份有限公司 围岩离层位移监测仪
CN102914282A (zh) * 2012-10-18 2013-02-06 中铁隧道集团有限公司 一种采用位移传感器测量隧道变形的监控量测方法
US20160161251A1 (en) * 2013-07-22 2016-06-09 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Method for characterizing the mechanical parameters of a roadway
CN106401651A (zh) * 2016-11-07 2017-02-15 中国矿业大学 一种全巷全过程全断面表面变形监测装置及方法
CN206531493U (zh) * 2016-12-29 2017-09-29 山东科技大学 一种矿用巷道顶板位移监测装置
CN106958459A (zh) * 2017-05-12 2017-07-18 中国矿业大学(北京) 一种巷道顶板失稳分级预警装置及预警方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114739268A (zh) * 2022-03-31 2022-07-12 江苏万恒铸业有限公司 一种汽轮机汽缸铸件制造成型加工工装装置
CN114739268B (zh) * 2022-03-31 2022-11-11 江苏万恒铸业有限公司 一种汽轮机汽缸铸件制造成型加工工装装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109631824B (zh) 2019-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106401651A (zh) 一种全巷全过程全断面表面变形监测装置及方法
CN104061902A (zh) 复合式地下深部灾害监测装置
CN109470198A (zh) 一种深部软岩巷道变形量的监测方法
CN101832745A (zh) 多点位底板离层监测仪及其使用方法
CN101846604A (zh) 隧道内注浆加固效果检验方法及其检测装置
CN109631824B (zh) 一种巷道迎头空顶区顶板变形量监测装置及方法
CN105784221B (zh) 基于光纤光栅压力传感器的超前支承压力监测方法
CN102679840B (zh) 外口自由式收敛仪及其测量方法
CN109631835A (zh) 一种巷道迎头空顶区竖向下沉量监测装置及方法
CN214944243U (zh) 一种锚杆钻车巷道在线测距导向机构
CN113237453B (zh) 一种推胀式被保护层膨胀变形量自动测定装置及方法
CN103884263A (zh) 一种杆式收敛计及其使用方法
CN212872880U (zh) 一种适用于隧道地质探测的雷达天线检测设备
CN115235362A (zh) 基于光纤传感技术的深部高地应力巷道围岩应变监测方法
CN108593174B (zh) 一种煤岩体采动应力监测包体
CN112903165A (zh) 一种可精确监控三维安装角度的钻孔应力计及使用方法
CN102620871B (zh) 粒子辐射监测矿井岩层应力状态系统及监测方法
CN102183240A (zh) 一种管棚施工偏斜度检测辅助装置
CN111596275A (zh) 一种适用于隧道地质探测的雷达天线检测设备
CN220853526U (zh) 一种用于监测巷道围岩变形的贴壁条带式多点智能位移计
CN205607370U (zh) 一种隧道衬砌裂缝定点式监测装置
CN206787441U (zh) 一种新型巷道帮部位移计
CN111878169B (zh) 一种可测量隧道围岩内部变形的岩石锚杆及工作方法
CN218822909U (zh) 应力计多功能安装操作杆
CN205785203U (zh) 一种用于基坑监测的水准尺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant