CN205720110U - 可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置，属于矿山及隧道安全监测技术领域。该装置的固定卡箍安装于固定台上，固定台安装于安装管内壁，固定卡舌安装于回收盒背部，传感器置于回收盒内，传感器信号线穿出回收盒，固定卡舌与固定卡箍将回收盒固定在固定台上，拉丝连接在回收盒外部。使用时，将装有传感器的保护管置于钻孔中，用粘结材料进行保护管与钻孔的耦合，完成监测后，将传感器连同回收盒从保护管后端取出；该装置可有效解决传感器难以回收利用、不易安装等问题，具有可靠性高、监测信号质量好、安装方便快捷及传感器可回收利用等优点，降低了操作难度及经济成本，提高了安装效率，利于现场推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿山及隧道安全监测技术领域，特别是指一种可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置。
背景技术
地下巷道掘进与矿石开采都需对深部岩体进行开挖或者爆破，而岩体的开挖和爆破均会对原岩产生强烈扰动，造成巷道或者钻孔周围岩体产生破裂等现象。在矿山巷道施工、硐室及深埋隧道开挖等工程中，深部巷道和隧道受到开挖爆破扰动，或采空区受到震动扰动等，均可能产生岩爆等动力灾害，破坏力极大，严重威胁井下或隧道作业人员及设备安全，给矿山及隧道的安全生产带来隐患。声发射监测技术及装备可以实时监测岩体内部的微破裂信号，捕捉动力灾害致灾前兆信息，经信号处理分析可对岩爆、冲击地压等灾害进行预测预报。
传统的围岩破裂监测声发射传感器大多安装于围岩表面，不仅会受到外界噪音的干扰，也经常会被施工人员或机械碰掉损坏，影响监测效果。另一种安装方式是将传感器安装于钻孔内部，虽然避免了以上弊端，但采用该方式将导致传感器无法回收，造成资源浪费。
目前井下或隧道监测用传感器大多紧贴围岩壁面或其朝向沿钻孔轴向进行安装，且传感器大多为单向传感器，这种安装方法对钻孔周边破裂的声发射信号接收效果较弱，存在信号辨识度低等问题。然而，围岩岩爆或冲击地压等动力灾害大多发生于围岩近表面，所以应着重于对围岩附近区域声发射信号进行监测。其它井下或隧道监测传感器安装专利如104407059A、204086563U、103558630A等均仅能在钻孔内部安装一个传感器，由于传感器的不耦合接触、信号传输过程的干扰等可能导致传感器失效或信号辨识度低等问题。
为避免传统声发射传感器安装方法的不足，需要一种适用于井下或隧道等环境中可回收利用且能对围岩近场致灾信号进行有效接收的声发射传感器安装方法和装置。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置和方法，以弥补传统井下或隧道围岩破裂声发射监测方式的不足。
该装置包括保护管、固定台、固定卡箍和回收装置，保护管包括管头、安装管和连接管，保护管前端为管头，保护管中间部分由连接管及安装管交替相接组成，保护管后端为连接管，回收装置包括固定卡舌、回收盒、弹簧和拉丝；固定卡箍安装在固定台上，固定台安装在安装管的内壁，并与安装管的内壁耦合接触，固定卡舌安装在回收盒的背部，传感器安装在回收盒中，传感器与传感器信号线连接，传感器信号线从回收盒切槽穿出回收盒，回收盒通过固定卡箍和固定卡舌卡紧安装在固定台上，拉丝连接在回收盒外部，弹簧安装在回收盒内部。
弹簧提供挤压力，使传感器与固定台紧密接触耦合。
固定台采用粘结或焊接的形式安装在安装管内壁，管头、安装管及连接管通过预制螺纹或封口胶圈或粘结或焊接的方式相互连接，保护管外部设置粘结耦合体。
拉丝和传感器信号线理顺后从保护管后端伸出，保护管后端采用封堵剂封口，以隔绝外部噪音。
该装置的安装方法具体如下：
a.将传感器安装于安装管的固定台上；
b.将装有传感器的保护管置于钻孔中，采用树脂药卷或水泥浆等粘结材料进行保护管与钻孔的耦合；
c.完成监测后，将传感器连同回收盒从保护管后端取出，完成传感器的回收。
其中，传感器垂直安装管的轴向安置。
由于矿山巷道及隧道宽度的限制，管头、安装管与连接管的对接在现场安装时进行，对接后的保护管固定前，整体转动保护管，调节传感器在钻孔内的朝向方位。管头、安装管及连接管均为标准配件，实际工程应用时可根据钻孔长度、监测区域范围、监测精度要求等合理设计安装管与连接管的数量及其排布方式，以满足工程监测要求。
安装管及连接管的排布方式依据传感器使用数量及所安装于钻孔内的位置确定，含有传感器的安装管之间的距离可采用多个连接管及无传感器的安装管进行调节。
本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
本实用新型采用专门设计的声发射传感器回收装置将传感器安装于围岩钻孔内部，适合在任意角度、任意长度的钻孔内使用，并适用于不同强度围岩内任意方位的岩体破裂声发射监测，可有效解决传感器难以回收利用、不易安装、安装深度不到位、安装方位不合适以及监测信号质量较低等问题，具有可靠性高、监测信号质量好、隔绝噪音、安装方便快捷及传感器可回收利用等优点，降低了操作难度及经济成本，提高了安装效率，具有更优的应用效果，利于现场推广应用。
附图说明
图1为本实用新型的可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置结构示意图；
图2为图1中部分局部放大图；
图3为图1的A-A剖面图；
图4为图2的B-B剖面图；
图5为图2的C-C剖面图。
其中：1-粘结耦合体；2-管头；3-连接管；4-安装管；5-拉丝；6-传感器信号线；7-封堵剂；8-固定台；9-回收盒；10-传感器；11-弹簧；12-回收盒切槽；13-固定卡箍；14-固定卡舌；15-钻孔。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型提供一种可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置和方法。
如图1所示，为本实用新型实施例的整体结构示意图，图2为图1中局部放大示意图，图3、图4、图5分别为剖面图，结合图1、图2、图3、图4和图5，保护管由管头2、安装管4及连接管3共同组成，保护管置入钻孔15后，可采用树脂药卷、水泥浆或其它粘结材料以形成粘结耦合体1使保护管与钻孔15耦合接触，从而减少了因介质不均匀对围岩破裂声发射信号的影响。固定台8粘合或焊接于安装管4内壁，固定卡箍13用螺丝固定于固定台8。固定卡舌14通过螺丝固定于回收盒9背部，弹簧11安装于回收盒9内部，用于提供给传感器10足够的挤压力，回收盒9通过固定卡舌14卡入固定卡箍13紧密固定于固定台8上，传感器信号线6通过回收盒切槽12伸出，拉丝5连接在回收盒9上，与传感器信号线6一起延伸出末节连接管3后端(也即保护管后端)，同时末节连接管3后端采用封堵剂7进行封堵，以隔绝外界噪音。
现场作业时，按照传感器安装设计施工要求，具体操作步骤如下：
(1)在围岩中施工钻孔15；
(2)根据工程需求，确定钻孔深度、监测区域范围、监测精度等，合理设计安装管4及连接管3的数量及其在钻孔15中的相互排布方式；
(3)将固定卡箍13安装于固定台8，并将固定台8粘合或焊接于安装管4内壁上；
(4)将固定卡舌14安装于回收盒9背部，弹簧11安装于回收盒9内部，传感器10安置于回收盒9内顶住弹簧11，传感器信号线6通过回收盒切槽12伸出，拉丝5连接在回收盒9外部，利用固定卡舌14卡入固定卡箍13，将包含传感器10的回收盒9安装于固定台8上；
(5)重复步骤(3)～(4)，将设计所需数量的传感器10安装于对应的安装管4内；
(6)根据所设计的安装管4及连接管3的相互排布方式，首先将管头2伸入钻孔，依次将安装管4及连接管3相接，并与管头2相接，组成保护管并顺序置入钻孔15内，同时，将传感器信号线6及拉丝5依次从末节连接管3后端穿出；
(7)转动保护管，使传感器10的朝向符合设计所需方位，采用树脂药卷、水泥浆或其它粘结材料以形成粘结耦合体1使保护管与钻孔15耦合接触并固定；
(8)将传感器信号线6及拉丝5理顺，并利用封堵剂7将末节连接管3后端封口，完成传感器及回收装置的安装。
按照以上步骤将传感器安装完毕后，将传感器信号线6与声发射监测主机连接，进行围岩破裂信号的实时监测，完成监测后，移除封堵剂7，缓慢拉动拉丝5及传感器信号线6，使固定卡舌14脱离固定卡箍13，将回收盒9及传感器10按次序从末节连接管3后端拉出，即可完成对传感器10的回收。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置，其特征在于：包括保护管、固定台(8)、固定卡箍(13)和回收装置，保护管包括管头(2)、安装管(4)和连接管(3)，保护管前端为管头(2)，保护管中间部分由连接管(3)及安装管(4)交替相接组成，保护管后端为连接管(3)，回收装置包括固定卡舌(14)、回收盒(9)、弹簧(11)和拉丝(5)；固定卡箍(13)安装在固定台(8)上，固定台(8)安装在安装管(4)的内壁，并与安装管(4)的内壁耦合接触，固定卡舌(14)安装在回收盒(9)的背部，传感器(10)安装在回收盒(9)中，传感器(10)与传感器信号线(6)连接，传感器信号线(6)从回收盒切槽(12)穿出回收盒(9)，回收盒(9)通过固定卡箍(13)和固定卡舌(14)卡紧安装在固定台(8)上，拉丝(5)连接在回收盒(9)外部，弹簧(11)安装在回收盒(9)内部。
2.根据权利要求1所述的可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置，其特征在于：所述弹簧(11)提供挤压力，使传感器(10)与固定台(8)紧密接触耦合。
3.根据权利要求1所述的可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置，其特征在于：所述固定台(8)采用粘结或焊接的形式安装在安装管(4)内壁，管头(2)、安装管(4)及连接管(3)通过预制螺纹或封口胶圈或粘结或焊接的方式相互连接，保护管外部设置粘结耦合体(1)。
4.根据权利要求1所述的可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置，其特征在于：所述拉丝(5)和传感器信号线(6)理顺后从保护管后端伸出，保护管后端采用封堵剂(7)封口。
5.根据权利要求1所述的可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置，其特征在于：所述传感器(10)垂直安装管(4)的轴向安置。
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|---|---|---|---|
| CN201620401141.9U CN205720110U (zh) | 2016-05-05 | 2016-05-05 | 可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置 |
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| CN205720110U true CN205720110U (zh) | 2016-11-23 |
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| CN201620401141.9U Withdrawn - After Issue CN205720110U (zh) | 2016-05-05 | 2016-05-05 | 可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105911150A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-08-31 | 北京科技大学 | 可回收式围岩破裂监测声发射传感器安装装置和方法 |
| CN109612366A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-04-12 | 山东里能鲁西矿业有限公司 | 一种新型可回收顶板离层仪 |
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2016
- 2016-05-05 CN CN201620401141.9U patent/CN205720110U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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