CN117572441A - 一种巷道岩壁钻孔快速布设量测装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种巷道岩壁钻孔快速布设量测装置及施工方法，包括可伸缩支撑杆、校平装置、定孔装置及方位校准装置，在所述可伸缩支撑杆的底端及顶端设有所述校平装置；在所述可伸缩支撑杆顶端的所述校平装置上方设有所述定孔装置，所述定孔装置包括激光测距仪及角度圆盘，通过所述激光测距仪发射激光测取激光发射位置与已知巷道断面水平距离，以确定所述量测装置与设计钻孔断面处于同一断面，通过所述角度圆盘调节所述激光测距仪的角度，以使激光角度与设计角度一致；在所述定孔装置顶部设有所述方位校准装置，通过所述方位校准装置使得所述量测装置与巷道中轴线处于平行方向；本申请可实现岩壁钻孔设计点的精确定位。

Description

一种巷道岩壁钻孔快速布设量测装置及施工方法

技术领域

本申请涉及矿山测量领域技术领域，尤其涉及一种巷道岩壁钻孔快速布设量测装置及施工方法。

背景技术

基于深部隧洞工程中，为了钻孔摄像工作、测扰动应力工作、监测多点位移等工作中的钻孔点位精准定位，需要对巷道岩壁钻孔高度与角度参数快速布设量测。传统的钻孔点位布设方法存在误差因素多、人工测量精度低等缺点，面对一些较高钻孔点位布设，人工利用皮尺定位难度大，具有一定的危险性，因此，亟需一种巷道岩壁钻孔的精确定位装置及方法。

发明内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种巷道岩壁钻孔高度与角度参数快速布设量测装置及施工方法，实现岩壁设计点孔位的精确定位，所述技术方案如下：

本申请第一方面提供一种巷道岩壁钻孔快速布设量测装置，所述量测装置包括可伸缩支撑杆、校平装置、定孔装置及方位校准装置，在所述可伸缩支撑杆的底端及顶端设有所述校平装置，通过所述校平装置对所述量测装置校平；在所述可伸缩支撑杆顶端的所述校平装置上方设有所述定孔装置，所述定孔装置包括激光测距仪及角度圆盘，通过所述激光测距仪发射激光测取激光发射位置与已知巷道断面水平距离，以确定所述量测装置与设计钻孔断面处于同一断面，通过所述角度圆盘调节所述激光测距仪的角度，以使激光角度与设计角度一致；在所述定孔装置顶部设有所述方位校准装置，通过所述方位校准装置使得所述量测装置与巷道中轴线处于平行方向。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，在所述角度圆盘上设有指针，所述激光测距仪与所述指针的一端固定连接，且所述激光测距仪与所述指针的中心线重合，所述指针的一端位于所述角度圆盘的圆心并可带动所述激光测距仪同步以所述角度圆盘的圆心为旋转中心旋转，通过所述指针显示所述激光测距仪所发射的激光角度。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，还包括连接轴承，所述连接轴承位于所述定孔装置与所述可伸缩支撑杆顶端的所述校平装置之间，通过所述连接轴承带动所述定孔装置旋转。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，所述校平装置包括双层式支撑盘，在两层所述支撑盘之间设有数个脚螺旋，通过旋拧所述脚螺旋对所述支撑盘校平。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，在所述支撑盘表面设有圆水准器，通过所述圆水准器显示所述支撑盘的校平状态。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，所述方位校准装置包括地质罗盘，所述地质罗盘垂设于所述角度圆盘上方并与所述角度圆盘固定连接，在所述地质罗盘表面设有指南针及表盘刻度。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，所述角度圆盘与所述连接轴承的内环固定连接，通过所述连接轴承的内环带动所述角度圆盘旋转，所述连接轴承的外环与所述支撑盘固定连接。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，所述地质罗盘的中心线、所述连接轴承的中心线以及所述可伸缩支撑杆的中心线位于同一条直线上，且所述可伸缩支撑杆中部中空，以使所述激光测距仪可竖直向下沿所述可伸缩支撑杆的中心线发射激光。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，所述可伸缩支撑杆包括数根依次嵌套的杆体，在所述杆体一侧设有数个线性排列的定位孔，在所述杆体顶端设有与所述定位孔相适配的固定件，通过所述固定件调节所述杆体的伸出高度。

本申请第二方面提供一种巷道岩壁钻孔快速布设施工方法，包括以下步骤：S1调节所述方位校准装置上的指南针方向使得所述量测装置与巷道中轴线处于同一方位；S2调节所述校平装置的双层式支撑盘之间的脚螺旋，使得所述圆水准器的气泡处于居中状态；S3通过所述激光测距仪发射激光测取激光发射位置与已知巷道断面水平距离，以此确定所述量测装置与设计钻孔断面处于同一断面；S4调节所述定孔装置上的激光测距仪的角度，通过角度圆盘上的指针确定激光发射角度，使得激光角度与设计角度一致；S5通过调节所述可伸缩支撑杆的高度，以及在设计钻孔断面位置移动所述量测装置，使得所述激光测距仪发射的激光在巷道边墙高度与钻孔设计高度一致。

本申请一些实施例提供的一种巷道岩壁钻孔快速布设量测装置及施工方法带来的有益效果为：本申请旨在改善现有技术中巷道岩壁钻孔不便于在巷道边墙上快速地进行定位的问题，实现岩壁设计点的精确定位，采用本申请的量测装置在对钻孔点位进行确定之前，通过调节校平装置校平，使得方位校准装置上的指针方向与巷道中轴线处于平行方向；通过激光测距仪发射激光测取激光发射位置与已知巷道断面水平距离，以此确定量测装置与设计钻孔断面处于同一断面；通过调节激光测距仪的角度使得激光角度与设计角度一致；通过调节可伸缩支撑杆的高低，使得激光测距仪发射的激光处于钻孔点位；根据激光测距仪向钻孔点位发射激光，读取角度圆盘上的角度以及激光测距仪上的距离，根据激光测距仪竖直向下发射激光测取激光测距仪高度，可以快速便捷地在现场布置，使得巷道岩壁钻孔高度与角度参数快速布设量测，实现未施工前的钻孔并在现场取得准确孔位。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的量测装置正视图；

图2是本申请的量测装置侧视图；

图3是本申请的量测装置俯视图；

图4是本申请的定孔装置结构示意图；

图5是本申请的连接轴承结构示意图；

图6是本申请的量测装置在巷道中应用的状态图；

图7是图6的A-A方向剖面图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本申请第一方面提供一种巷道岩壁钻孔快速布设量测装置，如图1-2所示，所述量测装置包括可伸缩支撑杆10、校平装置20、定孔装置30及方位校准装置40，在所述可伸缩支撑杆10的底端及顶端设有所述校平装置20，通过所述校平装置20对所述量测装置校平；在所述可伸缩支撑杆10顶端的所述校平装置20上方设有所述定孔装置30，所述定孔装置30包括激光测距仪31及角度圆盘32，通过所述激光测距仪31发射激光测取激光发射位置与已知巷道断面水平距离，以确定所述量测装置与设计钻孔断面处于同一断面，通过所述角度圆盘32调节所述激光测距仪31的角度，以使激光角度与设计角度一致；在所述定孔装置30顶部设有所述方位校准装置40，通过所述方位校准装置40使得所述量测装置与巷道中轴线处于平行方向。

本申请的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置，在对钻孔点位进行确定之前，通过调节校平装置20校平，使得方位校准装置40上的指针方向与巷道中轴线处于平行方向；通过激光测距仪31发射激光测取激光发射位置与已知巷道断面水平距离，以此确定量测装置与设计钻孔断面处于同一断面；通过调节激光测距仪31的角度使得激光角度与设计角度一致；通过调节可伸缩支撑杆10的高低，使得激光测距仪31发射的激光处于钻孔点位；根据激光测距仪31向钻孔点位发射激光，读取角度圆盘32上的角度以及激光测距仪31上的距离，根据激光测距仪31竖直向下发射激光测取激光测距仪31高度；本申请可以快速便捷地在现场布置，使得巷道岩壁钻孔高度与角度参数快速布设量测，实现未施工前的钻孔并在现场取得准确孔位。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，如图1、4所示，在所述角度圆盘32上设有指针33，所述激光测距仪31与所述指针33的一端固定连接，且所述激光测距仪31与所述指针33的中心线重合，所述指针33的一端位于所述角度圆盘32的圆心并可带动所述激光测距仪31同步以所述角度圆盘32的圆心为旋转中心旋转，通过所述指针33显示所述激光测距仪31所发射的激光角度。

其中，激光测距仪31与指针33通过胶水固定连接，指针33一端设有中轴，角度圆盘32中心设有孔位，指针33一端的中轴插设在角度圆盘32中心的孔位上以使指针33在角度圆盘32上旋转，进而带动激光测距仪31在角度圆盘32上旋转，以调整激光角度，并通过指针33指示角度圆盘32上的度数显示激光角度。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，如图1-2所示，还包括连接轴承50，所述连接轴承50位于所述定孔装置30与所述可伸缩支撑杆10顶端的所述校平装置20之间，通过所述连接轴承50带动所述定孔装置30旋转。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，如图1-2所示，所述校平装置20包括双层式支撑盘21，在两层所述支撑盘21之间设有数个脚螺旋22，通过旋拧所述脚螺旋22对所述支撑盘21校平。

具体地，双层式支撑盘21之间通过螺纹与各脚螺旋22连接，可伸缩支撑杆10底端和顶端分别通过螺纹与支撑盘21连接。

其中，在双层式支撑盘21之间设有三个脚螺旋22，且三个脚螺旋22在支撑盘21表面上呈等边三角形状分布。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，如图1、3所示，在所述支撑盘21表面设有圆水准器23，通过所述圆水准器23显示所述支撑盘21的校平状态。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，如图3所示，所述方位校准装置40包括地质罗盘41，所述地质罗盘41垂设于所述角度圆盘32上方并与所述角度圆盘32固定连接，在所述地质罗盘41表面设有指南针42及表盘刻度43。

具体地，地质罗盘41与角度圆盘32通过焊接固定连接。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，如图1、5所示，所述角度圆盘32与所述连接轴承50的内环51固定连接，通过所述连接轴承50的内环51带动所述角度圆盘32旋转，所述连接轴承50的外环52与所述支撑盘21固定连接。

具体地，角度圆盘32为铝制圆盘，连接轴承50为铝制轴承，角度圆盘32与连接轴承50的内环51焊接，连接轴承50包括相互嵌套的内环51和外环52，且内环51凸出于外环52外，从而通过内环51带动定孔装置30旋转，内环51和外环52之间通过六个铝制小球连接，连接轴承50的外环52通过螺纹与支撑盘21内部连接。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，如图1-2所示，所述地质罗盘41的中心线、所述连接轴承50的中心线以及所述可伸缩支撑杆10的中心线位于同一条直线上，且所述可伸缩支撑杆10中部中空，即可伸缩支撑杆10为空心杆，以使所述激光测距仪31可竖直向下沿所述可伸缩支撑杆10的中心线发射激光。

例如，在一个实施例提供的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置中，如图1-2所示，所述可伸缩支撑杆10包括数根依次嵌套的杆体11，在所述杆体11一侧设有数个线性排列的定位孔12，在所述杆体11顶端设有与所述定位孔12相适配的固定件13，通过所述固定件13调节所述杆体11的伸出高度。

本申请第二方面提供一种巷道岩壁钻孔快速布设施工方法，采用上述的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置进行施工，包括以下步骤：

S1调节所述方位校准装置40上的指南针42方向使得所述量测装置与巷道中轴线处于同一方位；

S2调节可伸缩支撑杆10顶端和底端的校平装置20的双层式支撑盘21之间的脚螺旋22，使得所述圆水准器23的气泡处于居中状态；

S3通过所述激光测距仪31发射激光测取激光发射位置与已知巷道断面水平距离，以此确定所述量测装置与设计钻孔断面处于同一断面；

S4调节所述定孔装置30上的激光测距仪31的角度，通过角度圆盘32上的指针33确定激光发射角度，使得激光角度与设计角度一致；

S5通过调节所述可伸缩支撑杆10的高度，以及在设计钻孔断面位置移动所述量测装置，使得所述激光测距仪31发射的激光在巷道边墙高度与钻孔设计高度一致。

图6为本申请的巷道岩壁钻孔快速布设量测装置在巷道中应用的状态图，图6中L为量测装置放置位置到巷道边墙的水平距离，H为巷道路口与量测装置放置位置的距离，图7为图6的A-A方向剖面图，图7中给出了激光测距仪31发射的激光射到设计点位的示意图，所射激光角度α通过角度圆盘32上的指针33确定。

尽管本申请的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本申请的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本申请并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种巷道岩壁钻孔快速布设量测装置，其特征在于，所述量测装置包括：

可伸缩支撑杆；

校平装置，在所述可伸缩支撑杆的底端及顶端设有所述校平装置，通过所述校平装置对所述量测装置校平；

定孔装置，在所述可伸缩支撑杆顶端的所述校平装置上方设有所述定孔装置，所述定孔装置包括激光测距仪及角度圆盘，通过所述激光测距仪发射激光测取激光发射位置与已知巷道断面水平距离，以确定所述量测装置与设计钻孔断面处于同一断面，通过所述角度圆盘调节所述激光测距仪的角度，以使激光角度与设计角度一致；及

方位校准装置，在所述定孔装置顶部设有所述方位校准装置，通过所述方位校准装置使得所述量测装置与巷道中轴线处于平行方向。

2.根据权利要求1所述巷道岩壁钻孔快速布设量测装置，其特征在于，在所述角度圆盘上设有指针，所述激光测距仪与所述指针的一端固定连接，且所述激光测距仪与所述指针的中心线重合，所述指针的一端位于所述角度圆盘的圆心并可带动所述激光测距仪同步以所述角度圆盘的圆心为旋转中心旋转，通过所述指针显示所述激光测距仪所发射的激光角度。

3.根据权利要求2所述巷道岩壁钻孔快速布设量测装置，其特征在于，还包括连接轴承，所述连接轴承位于所述定孔装置与所述可伸缩支撑杆顶端的所述校平装置之间，通过所述连接轴承带动所述定孔装置旋转。

4.根据权利要求3所述巷道岩壁钻孔快速布设量测装置，其特征在于，所述校平装置包括双层式支撑盘，在两层所述支撑盘之间设有数个脚螺旋，通过旋拧所述脚螺旋对所述支撑盘校平。

5.根据权利要求4所述巷道岩壁钻孔快速布设量测装置，其特征在于，在所述支撑盘表面设有圆水准器，通过所述圆水准器显示所述支撑盘的校平状态。

6.根据权利要求5所述巷道岩壁钻孔快速布设量测装置，其特征在于，所述方位校准装置包括地质罗盘，所述地质罗盘垂设于所述角度圆盘上方并与所述角度圆盘固定连接，在所述地质罗盘表面设有指南针及表盘刻度。

7.根据权利要求4所述巷道岩壁钻孔快速布设量测装置，其特征在于，所述角度圆盘与所述连接轴承的内环固定连接，通过所述连接轴承的内环带动所述角度圆盘旋转，所述连接轴承的外环与所述支撑盘固定连接。

8.根据权利要求6所述巷道岩壁钻孔快速布设量测装置，其特征在于，所述地质罗盘的中心线、所述连接轴承的中心线以及所述可伸缩支撑杆的中心线位于同一条直线上，且所述可伸缩支撑杆中部中空，以使所述激光测距仪可竖直向下沿所述可伸缩支撑杆的中心线发射激光。

9.根据权利要求1所述巷道岩壁钻孔快速布设量测装置，其特征在于，所述可伸缩支撑杆包括数根依次嵌套的杆体，在所述杆体一侧设有数个线性排列的定位孔，在所述杆体顶端设有与所述定位孔相适配的固定件，通过所述固定件调节所述杆体的伸出高度。

10.一种巷道岩壁钻孔快速布设施工方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述巷道岩壁钻孔快速布设量测装置进行施工，包括以下步骤：

S1调节所述方位校准装置上的指南针方向使得所述量测装置与巷道中轴线处于同一方位；

S2调节所述校平装置的双层式支撑盘之间的脚螺旋，使得所述圆水准器的气泡处于居中状态；

S3通过所述激光测距仪发射激光测取激光发射位置与已知巷道断面水平距离，以此确定所述量测装置与设计钻孔断面处于同一断面；

S4调节所述定孔装置上的激光测距仪的角度，通过角度圆盘上的指针确定激光发射角度，使得激光角度与设计角度一致；

S5通过调节所述可伸缩支撑杆的高度，以及在设计钻孔断面位置移动所述量测装置，使得所述激光测距仪发射的激光在巷道边墙高度与钻孔设计高度一致。