CN111006637B - 沉陷区地表沉降监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对采空区检测技术领域，具体涉及一种沉陷区地表沉降监测设备，其包括：顶盖、固定组件、管一、管二；所述固定组件包括：装配板、挤压板、橡胶层、压力传感器；固定组件套设在管一、管二外，多个固定组件间隔排列在检测孔洞内，与被检测孔洞壁面抵接；当某一组固定组件所对应的岩层出现沉陷时，由于固定组件与岩壁抵接，所以对应的固定组件会跟着岩层一起下沉，激光尺感应到反射板的变化将下沉深度显示在显示屏上。

Description

沉陷区地表沉降监测设备

技术领域

本发明涉及对采空区检测技术领域，具体涉及沉陷区地表沉降监测设备。

背景技术

煤炭在我国能源结构中约占75％，在国民经济和社会发展中具有重要的地位，但也产生了一系列的问题，如环境污染、山体滑坡、地表沉降变形等，其中，以地表沉降变形问题最为突出，部分矿区甚至出现了塌陷现象，这给矿区当地人民的生命财产和生态环境等带来了巨大的威胁。

现阶段的制定治理方案，所用的地面形变监测方法大多采用水准测量或者GPS等点测量方法，采用全站仪、水准仪等设备进行检测，但对于岩体发生沉降导致的地表沉降，这种传统的监测方式并不适用。

发明内容

因此，本发明正是鉴于上述问题而做出的，本发明的目的在于提供一种沉陷区地表沉降监测设备，该设备插入地下，通过与岩壁的抵合，与岩壁共同下沉，从而测量出地面下方的下沉情况。

沉陷区地表沉降监测设备，包括：顶盖、固定组件、上管、下管；所述固定组件、上管、下管有多组，每组放置在检测孔洞不同深度位置，用于测量对应位置的沉陷情况；

所述固定组件包括装配板、挤压板、橡胶层、压力传感器，所述装配板套在上管和下管外，两个装配板之间连接有所述挤压板，挤压板外侧连有所述橡胶层，所述压力传感器位于橡胶层内；

根据检测孔洞深度及沉陷层数量需要，组装多组固定组件、管一、管二，组装完成后插入检测孔洞中，固定组件上挤压板的外层橡胶层抵接在检测孔洞的岩壁上；

所述顶盖上设置有激光尺和显示屏，每个激光尺对应每组固定组件；

所述激光尺及压力传感器的读书显示在顶盖的显示屏上。

有益效果：

1、当某一组固定组件所对应的岩层出现沉陷时，由于固定组件与岩壁抵接，所以对应的固定组件会跟着岩层一起下沉，激光尺感应到反射板的变化将下沉深度显示在显示屏上；

2、本发明固定组件及管一、管二的数量可根据沉陷区的不同沉陷层数情况进行设置；

3、岩层在下陷时会对检测孔洞产生挤压，与检测孔洞岩壁抵接的压力传感器能测出压力变化，从而对某一岩层的下陷进行预测。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明固定组件结构示意图。

图3为本发明装配板与挤压板连接轴的横截面图。

图4为本发明管一、管二结构示意图。

图5为本发明管下压固定组件运动示意图。

如图中所示：1-检测孔洞、2-顶盖、3-固定组件、4-管一、5-管二、31-装配板、32-挤压板、33-橡胶层、34-压力传感器、41-下压板、42-卡块、51-卡槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作出类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

如图1所示，沉陷区地表沉降监测设备，包括：顶盖2、固定组件3、管一4、管二5；

所述顶盖2直径大于检测孔洞1，且覆盖检测孔洞1，其中顶盖2底面安装有三个激光尺，顶面设有两个显示屏，其中一个显示屏显示激光尺所反馈的数据；

所述固定组件3数量为多个，间隔排列在检测孔洞1内，其中多个固定组件3分为三组，每一组对应不同深度的地层；

如图2所示，所述固定组件3包括：装配板31、挤压板32、橡胶层33、压力传感器34；

所述装配板31数量为多个，装配板31两两上下相对设置，每个装配板31的中心处开设有贯通口；

所述挤压板32由三块板顺序轴连组成，四个为一组，每组挤压板32对应一组装配板31，每个挤压板32两端通过轴连的方式与上下两个装配板31轴连接，如图3所示，所述装配板31上的轴套横截面为四分之三圆形，挤压板32上的轴横截面为半圆形，其目的在于使挤压板32在有限的范围内沿轴转动；

所述橡胶层数量与挤压板32数量一致，每个橡胶层33分别固定在挤压板32的中间板上，与检测孔洞1壁面抵接，所述橡胶层33有一定厚度，且中心部位设有凹槽；

所述压力传感器34数量与橡胶层33相同，分别设置在橡胶层33的中心凹槽内，其中顶盖2的另一显示屏用于显现压力传感器34反馈的数据；

所述管一4数量为多个，分别沿每组固定组件3的上装配板31的贯通口向下插入；

如图4所示，所述管一4中部外侧设有环形下压板41，所述管一4下部的外侧壁面设有卡块42；

所述管二5分为上下两部分，下部的横截面直径大于上部，所述管二5数量为多个，分别沿每组固定组件3的下装配板31的贯通口向上插入，每个管二5内水平设有一条反射板，且每个反射板沿垂直方向上相互无遮挡，并一一对应顶盖2底面的激光尺，上、下部的交接处支撑装配板31，其中管二5上端的一侧壁面设有“L”形卡槽51，卡槽51的垂直槽向上延伸出管二5，形成开口，且卡槽51的开口与卡块42对应；

单个管一4与管二5为一组连接一个固定组件3，再通过管二5直径较大的下端与另一固定组件3中的管一4相套接，最上方管一4连接顶盖2，且容纳激光尺，最下方的管二5底面为封闭状。

本发明工作原理：

首先通过机械力下压顶盖2，顶盖2挤压管一4向下移动，管一4的下压板41下压装配板31，挤压板32逐渐被压缩，其中板向外伸出，接着管一4下压管二5，管一4的卡块42插入管二5的卡槽51内，管二5继续下压下方的管一4，依次让多个挤压板32逐渐被压缩，此时各橡胶层33与检测孔洞1岩壁相抵合，机械力旋转顶盖2，多个卡块42进入多个卡槽51的水平槽内，从而对多个挤压板32进行定型，一方面挤压板32支撑检测孔洞1，另一方面挤压板32跟随检测孔洞1下沉部位移动，当检测孔洞1下端下沉时，下方的挤压板32跟随检测孔洞1下沉部位移动，管二5与上方管一4相反端逐渐远离，此时激光尺通过最下方管二5底面测量下陷距离，再通过一显示器进行显示，由于下沉时检测孔洞1为空心，检测孔洞1岩壁会向轴心挤压，从而进一步挤压橡胶层33，岩壁挤压到压力传感器34时，通过压力传感器34受到岩壁传来的压力大。

Claims (3)

1.沉陷区地表沉降监测设备，包括：顶盖(2)、固定组件(3)、管一(4)、管二(5)；所述顶盖(2)覆盖检测孔洞洞口，其中顶盖(2)底面安装有激光尺，顶盖(2)顶面设有两个显示屏，其中一个显示屏显示激光尺所反馈的数据；

其特征在于：

所述固定组件(3)数量为多个，间隔排列在检测孔洞内，所述固定组件(3)包括：装配板(31)、挤压板(32)、橡胶层(33)、压力传感器(34)；

所述装配板(31)数量为多个，装配板(31)两两上下相对设置，每个装配板(31)的中心处开设有贯通口；

所述挤压板(32)由三块板顺序轴连组成，四个为一组，每组挤压板(32)对应一组装配板(31)，每个挤压板(32)两端通过轴连的方式与上下两个装配板(31)轴连接；

所述橡胶层数量与挤压板(32)数量一致，每个橡胶层(33)分别固定在挤压板(32)的中间板上，与检测孔洞壁面抵接，且中心部位设有凹槽；

所述压力传感器(34)数量与橡胶层(33)相同，分别设置在橡胶层(33)的中心凹槽内，其中顶盖(2)的另一显示屏显现压力传感器(34)反馈的数据；

所述管一(4)中部外侧设有环形下压板(41)，管一(4)下部的外侧壁面设有卡块(42)，所述管一(4)沿固定组件(3)的上装配板(31)的贯通口向下插入；

所述管二(5)分为上、下两部分，下部的横截面直径大于上部，沿固定组件(3)的下装配板(31)的贯通口向上插入，管二(5)内水平设有反射板，对应顶盖(2)底面的激光尺，所述上、下部的交接处支撑装配板(31)，其中管二(5)上端的一侧壁面设有“L”形卡槽(51)，卡槽(51)的垂直槽向上延伸出管二(5)，形成开口，且卡槽(51)的开口与卡块(42)对应。

2.根据权利要求1所述的沉陷区地表沉降监测设备，其特征在于：所述管一(4)与管二(5)为一组连接一个固定组件(3)，再通过管二(5)直径较大的下端与另一固定组件(3)中的管一(4)相套接，最上方管一(4)连接顶盖(2)，最下方的管二(5)底面为封闭状。

3.根据权利要求1所述的沉陷区地表沉降监测设备，其特征在于：所述装配板(31)上的轴套横截面为四分之三圆形，挤压板(32)上的轴横截面为半圆形。

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