CN112595287B - 地层沉降监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对采空区检测技术领域，具体涉及地层沉降监测设备，其包括：橡胶管道、伸缩气囊、固定部、重块、伸缩气管；所述橡胶管道插入检测孔洞内，里面注满混凝土；所述伸缩气囊数量为多个，间隔一定距离嵌套在橡胶管道外壁面；所述固定部连接在伸缩气囊之间，固定部开有与橡胶管内部连通的通道，橡胶管中的混凝土从通道中流出至固定部外侧面与待检测孔洞壁面之间，待混凝土凝固后固定部与待检测孔洞粘合；本发明利用混凝土的特性作为设备主体及监测设备与检测孔洞之间的固定连接方式，其成本低易安装操作。

Description

地层沉降监测设备

技术领域

本发明涉及对采空区检测技术领域，具体涉及地层沉降监测设备。

背景技术

我国煤炭资源十分丰富，在煤炭资源开发为社会经济发展做出巨大贡献的同时，对矿区环境也造成了严重的破坏，特别是开采后采空塌陷区的形成，是矿区环境问题的主要原因，严重危害人民的生命财产安全，一般情况下，根据岩石坚硬度，冒落裂隙带可分为三层，较软岩石形成的冒落裂隙带、较硬岩石形成的冒落裂隙带以及坚硬岩石形成的冒落裂隙带，根据这三层冒落裂隙带的排布情况，具体分为上中下三层，根据上中下三层逐一下陷的情况，对采空塌陷区监测。

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，但大多数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，给人们的监测工作带来了较大的困难。

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地层沉降监测设备，该设备插入地下，通过混凝土与岩壁的粘连，让其与岩壁共同下沉，从而测量出地面下方的下沉情况。

本发明的一方面：

地层沉降监测设备，包括：橡胶管道、伸缩气囊、固定部、重块、伸缩气管；所述橡胶管道插入检测孔洞内，里面注满混凝土；所述伸缩气囊数量为多个，间隔一定距离嵌套在橡胶管道外壁面；

所述固定部连接在伸缩气囊之间，固定部开有与橡胶管内部连通的通道，橡胶管中的混凝土从通道中流出至固定部外侧面与待检测孔洞壁面之间，待混凝土凝固后固定部与待检测孔洞粘合；

当待检测孔洞出现沉陷时，沉陷位置对应的固定部内，与橡胶管道连通的混凝土断裂，固定部随着沉陷的部分一起下沉，从而使伸缩气管随之缩短，测出下沉深度。

本发明的另一方面：

前面所述的固定部也可以设置为包括外层，加强筋、空腔；所述空腔为外层外壁中部延径向凹陷的多个凹槽，其中空腔间隔橡胶管道外部延伸进内部，在设备未放入检测孔洞时，向空腔注满混凝土，并用易破碎材料封住；

在往橡胶管道注入混凝土时，上述固定部空腔被挤压，空腔内的混凝土被挤出，粘合在外层与检测孔洞之间。

有益效果：

1、本发明通过橡胶管注入混凝土的方式作为检测设备的主体成本低且易安装；

2、本发明利用混凝土的特性作为监测设备与检测孔洞之间的固定连接方式简单易操作。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明固定部截面结构示意图。

图3为本发明加强筋一结构示意图。

图4为本发明整体结构截面示意图。

图5为本发明第二实施例整体结构示意图。

图6为本发明第二实施例固定部截面结构示意图。

图7为本发明第二实施例加强筋构示意图。

图8为本发明第二实施例整体结构截面示意图。

如图1-4中所示：1-检测孔洞、2-橡胶管道、3-伸缩气囊、4-固定部、5-重块、6-伸缩气管、41-外层、42-加强筋一、43-管道、44-空腔、45-强筋二。

如图5-8中所示：1-1-检测孔洞、2-1-橡胶管道、3-1-伸缩气囊、4-1-固定部、5-1-重块、6-1-伸缩气管、41-1-外层、42-1-加强筋、43-1-空腔。

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。

第一实施例：

如图1所示，地层沉降监测设备，包括：橡胶管道2、伸缩气囊3、固定部4、重块5、伸缩气管6；

所述橡胶管道2位于检测孔洞1内，下端延伸至检测孔洞1底部，上端为喇叭状，覆盖检测孔洞1洞口，沿橡胶管道2上端喇叭状开口倒入混凝土，直至把橡胶管道2注满，让混凝土在其内部定型，最终成为圆柱状；

所述伸缩气囊3数量为三个，间隔一定距离嵌套在橡胶管道2外壁面，其中最上方伸缩气囊3的上缘与橡胶管道2上端相连接；

所述固定部4数量与伸缩气囊3相同，嵌套在橡胶管道2外壁面，其中两个固定部4的两端连接相邻两个伸缩气囊3的上、下端，另一个固定部4连接最下方伸缩气囊3的下端，其中三个固定部4分别对应冒落裂隙带上、中、下三层；

如图2所示，所述固定部4包括：外层41，加强筋一42、管道43、空腔44、加强筋二45；

所述外层41为橡胶材质制成，与检测孔洞1岩壁相贴合；

所述加强筋一42数量为多个，如图3所示，加强筋一42由内环与外环同轴连接组成，其中加强筋一42内环嵌套橡胶管道2，外环支撑外层41；

所述空腔44为外层41外壁中部延径向凹陷的多个凹槽；

所述管道43数量与空腔44相同，水平设置在外层41内部，管道43一端连通空腔44，另一端连通橡胶管道2；

如图4所示，在混凝土沿橡胶管道2上端的喇叭开口注入时，部分混凝土沿管道43进入空腔44内，空腔44的混凝土流向检测孔洞1岩壁，经过一段时间混凝土凝固与岩壁粘牢，从而让外层41与岩壁进行固定，同时管道43内的混凝土凝固硬化，通过空腔44内的凝固混凝土对检测孔洞1进行支撑；

所述加强筋二45为环形，嵌套在橡胶管道2上，与管道43处于同一平面，其中加强筋二45上下面通过杆连接其相邻的上下两个加强筋一42，且管道43贯穿加强筋二45壁面；

所述重块5设置在橡胶管道2底面，与检测孔洞1底面相贴合；

所述伸缩气管6数量为三个，设置在橡胶管道2上端，三个伸缩气管6通过软管分别连通三个伸缩气囊3。

本发明工作原理：

首先把设备放入检测孔洞1内，橡胶管道2上端喇叭开口覆盖检测孔洞1洞口，同时重块5下落至检测孔洞1底部，从而把橡胶管道2拉直，人员沿橡胶管道2上端喇叭状开口倒入混凝土，直至把橡胶管道2注满，部分混凝土沿管道43进入空腔44内，空腔44的混凝土流向检测孔洞1岩壁，经过一段时间，混凝土凝固硬化，位于橡胶管道2内的混凝土，成为柱状，空腔44内的混凝土与岩壁粘牢，从而让外层41与岩壁进行固定，管道43内的混凝土通过空腔44内的混凝土对检测孔洞1进行支撑，当检测孔洞1下端塌陷时，检测孔洞1岩壁带动下方固定部4下移，管道43与橡胶管道2连接的混凝土断裂，加强筋一42与加强筋二45跟随外层41下移，同时加强筋二45防止管道43下移时断裂，从而能够继续对检测孔洞1进行支撑，固定部4下移时拉伸上方伸缩气囊3，伸缩气囊3内部空间增大，形成低压，吸入伸缩气管6内的空气，让其缩短，从而人员根据对应上中下三层的伸缩气管6测量其长度，便能够得知上中下三层的下沉深度，设备基本由橡胶制成，前期制造成本低，后期安装方便。

第二实施例：

如图5所示，地层沉降监测设备，包括：橡胶管道2-1、伸缩气囊3-1、固定部4-1、重块5-1、伸缩气管6-1；

述橡胶管道2-1位于检测孔洞1-1内，下端延伸至检测孔洞1-1底部，上端为喇叭状，覆盖检测孔洞1-1洞口，沿橡胶管道2-1上端喇叭状开口倒入混凝土，直至把橡胶管道2-1注满，让混凝土在其内部定型，最终成为圆柱状；

所述伸缩气囊3-1为圆环状，数量为三个，间隔式嵌套在橡胶管道2-1外壁面，其中最上方伸缩气囊3-1与橡胶管道2-1上端相连接；

所述固定部4-1数量与伸缩气囊3-1相同，嵌套在橡胶管道2-1外壁面，两个固定部4-1的两端连接相邻两个伸缩气囊3-1的上、下端，另一个固定部4-1连接最下方伸缩气囊3-1的下端，其中三个固定部4-1分别对应冒落裂隙带上、中、下三层；

如图6所示，所述固定部4-1包括：外层41-1，加强筋42-1、空腔43-1；

所述外层41-1为橡胶材质制成，与检测孔洞1-1岩壁相贴合；

所述加强筋42-1数量为多个，如图7所示，加强筋42-1由内环与外环同轴连接组成，其中加强筋42-1内环嵌套橡胶管道2-1，加强筋42-1外环支撑外层41-1；

所述空腔43-1为外层41-1外壁中部延径向凹陷的多个凹槽，其中空腔43-1间隔橡胶管道2-1外部延伸进内部，在设备未放入检测孔洞1-1时，向空腔43-1注满混凝土，并用易破碎材料封住；

所述重块5-1设置在橡胶管道2-1底面，与检测孔洞1-1底面相贴合；

所述伸缩气管6-1数量为三个，设置在橡胶管道2-1上端，三个伸缩气管6-1通过软管分别连通三个伸缩气囊3-1。

本发明工作原理：

先把设备放入检测孔洞1-1内，橡胶管道2-1上端喇叭开口覆盖检测孔洞1-1洞口，同时重块5-1下落至检测孔洞1-1底部，从而把橡胶管道2-1拉直，人员沿橡胶管道2-1上端喇叭状开口倒入混凝土，直至把橡胶管道2-1注满，在注入混凝土的过程中，预先灌入空腔43-1内的混凝土被挤压溢出，并与检测孔洞1-1岩壁贴合，经过一段时间，混凝土凝固硬化，位于橡胶管道2-1内的混凝土，成为柱状，空腔43-1内的混凝土与岩壁粘牢，从而让外层41-1与岩壁进行固定，同时对检测孔洞1-1进行支撑，当检测孔洞1-1下端塌陷时，检测孔洞1-1岩壁带动下方固定部4-1下移，加强筋42-1跟随外层41-1下移，固定部4-1下移时拉伸上方伸缩气囊3-1，伸缩气囊3-1空间增大，形成低压，吸入一伸缩气管6-1内的空气，让其缩短，从而人员根据对应上中下三层的伸缩气管6-1测量其长度，便能够得知上中下三层的下沉深度，设备基本由橡胶制成，前期制造成本低，后期安装方便。

Claims (2)

1.地层沉降监测设备，包括：橡胶管道(2)、伸缩气囊(3)、固定部(4)、重块(5)、伸缩气管(6)；所述橡胶管道(2)位于检测孔洞(1)内，下端延伸至检测孔洞(1)底部，上端为喇叭状，覆盖检测孔洞(1)洞口，沿橡胶管道(2)内注满混凝土，硬化后呈圆柱状；

所述伸缩气囊(3)数量为多个，间隔一定距离嵌套在橡胶管道(2)外壁面，其中最上方伸缩气囊(3)的上缘与橡胶管道(2)上端相连接；

其特征在于：

所述固定部(4)数量与伸缩气囊(3)相同，嵌套在橡胶管道(2)外壁面，每个固定部(4)与伸缩气囊(3)间隔排布，其最下方为固定部(4)，相邻固定部(4)与伸缩气囊(3)相连，每个固定部(4)分别对应检测孔洞(1)需要检测的位置；

所述固定部(4)包括：外层(41)，加强筋一(42)、管道(43)、空腔(44)、加强筋二(45)；

所述外层(41)为橡胶材质制成，与检测孔洞(1)岩壁相贴合；

所述加强筋一(42)数量为多个，加强筋一(42)由内环与外环同轴连接组成，其中加强筋一(42)内环嵌套橡胶管道(2)，外环支撑外层(41)；

所述空腔(44)为外层(41)外壁中部延径向凹陷的多个凹槽；

所述管道(43)数量与空腔(44)相同，水平设置在外层(41)内部，管道(43)一端连通空腔(44)，另一端连通橡胶管道(2)；

橡胶管道(2)内部分混凝土沿管道(43)进入空腔(44)内，空腔(44)的混凝土流向检测孔洞(1)岩壁，硬化后与岩壁粘牢；

所述加强筋二(45)为环形，嵌套在橡胶管道(2)上，与管道(43)处于同一平面，其中加强筋二(45)上下面通过杆连接其相邻的上下两个加强筋一(42)，且管道(43)贯穿加强筋二(45)壁面；

所述重块(5)设置在橡胶管道(2)底面，与检测孔洞(1)底面相贴合；

所述伸缩气管(6)数量为多个，设置在橡胶管道(2)上端，多个伸缩气管(6)通过软管分别连通多个伸缩气囊(3)。

2.地层沉降监测设备，包括：橡胶管道(2-1)、伸缩气囊(3-1)、固定部(4-1)、重块(5-1)、伸缩气管(6-1)；

所述橡胶管道(2-1)位于检测孔洞(1-1)内，下端延伸至检测孔洞(1-1)底部，上端为喇叭状，覆盖检测孔洞(1-1)洞口，橡胶管道(2-1)内注满混凝土，硬化后为圆柱状；

所述伸缩气囊(3-1)为圆环状，数量为多个，间隔嵌套在橡胶管道(2-1)外壁面，其中最上方的伸缩气囊(3-1)与橡胶管道(2-1)上端相连接；

其特征在于：

所述固定部(4-1)数量与伸缩气囊(3-1)相同，嵌套在橡胶管道(2-1)外壁面，每个固定部(4-1)与伸缩气囊(3-1)间隔排布，其最下方为固定部(4-1)，相邻固定部(4-1)与伸缩气囊(3-1)相连，每个固定部(4-1)分别对应检测孔洞(1-1)需检测的位置；

所述固定部(4-1)包括：外层(41-1)，加强筋(42-1)、空腔(43-1)；

所述外层(41-1)为橡胶材质制成，与检测孔洞(1-1)岩壁相贴合；

所述加强筋(42-1)数量为多个，加强筋(42-1)由内环与外环同轴连接组成，其中加强筋(42-1)内环嵌套橡胶管道(2-1)，加强筋(42-1)外环支撑外层(41-1)；

所述空腔(43-1)为外层(41-1)外壁中部延径向凹陷的多个凹槽，其中空腔(43-1)间隔橡胶管道(2-1)外部延伸进内部，在设备未放入检测孔洞(1-1)时，向空腔(43-1)注满混凝土，并用易破碎材料封住；

所述重块(5-1)设置在橡胶管道(2-1)底面，与检测孔洞(1-1)底面相贴合；

所述伸缩气管(6-1)数量为多个，设置在橡胶管道(2-1)上端，多个伸缩气管(6-1)通过软管分别连通多个伸缩气囊(3-1)。

Images