CN213843540U - 一种自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置，包括第一螺栓、垫片、遇水膨胀橡胶圈、连接件，所述连接件包括带有内螺纹的套管、设于套管带有内螺纹的一端的支撑环、设于套管另一端的第二螺栓，两个垫片分别套在第一螺栓帽底和连接件的支撑环上，遇水膨胀橡胶圈套在第一螺栓上，第一螺栓与套管的内螺纹连接，第二螺栓用于与微震传感器连接。本实用新型可提高微震传感器的安装效率和普适性，解决微震传感器与监测孔有效接触耦合、卸取回收方便等问题，提高微震监测的准确性，降低微震监测的工程成本。

Description

一种自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置

技术领域

本实用新型涉及岩土工程领域，具体是一种自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置。

背景技术

当前我国大型水利水电工程、交通工程，以及地下矿山向深部矿床开采扩展，随之而来的由深部问题带来的工程地质灾害日益增多，其中岩爆问题尤其突出。岩爆是地下工程尤其是深部地下工程一种常见的岩石失稳现象，其具体表现为围岩呈突发、猛烈弹射或抛掷到开挖空间。由于岩爆往往造成支护设备的破坏和开挖轮廓的变形，严重时还会导致工程基础设施的破坏及人员伤亡，甚至会导致局部地震而引发地表塌陷等灾害。目前，国际上将微震监测技术广泛应用于水利水电、矿山等工程领域，微震监测技术可以有效地识别和圈定因施工扰动所引起的工程区内的岩石微破裂区，以此来定性地评价工程区相应围岩的稳定性，为工程区的施工和相应部位的支护提供参考依据。

微震监测时用于采集接收信号的传感器，要固定安装在指定位置。为了降低微震监测的工程成本，往往需要对已安装的传感器进行回收利用。目前，最为普遍采用的微震传感器安装固定方法是：将装满化学树脂锚固剂的纸杯附在传感器前端连接的螺栓上，然后用安装杆将传感器送至钻孔底部用力挤出化学树脂锚固剂，并固定10-15分钟，待化学树脂锚固剂凝固后，取出安装杆完成固定安装。此种方法虽较之前灌浆锚固等有很大进步，但仍有以下缺点：化学树脂锚固剂具有一定刺激性，长期接触对人体有害；需要进行调配化学树脂、剪纸杯等准备工作，至少需要2人配合才能完成安装，正常完成一次安装至少需要30分钟，工作效率低；安装推送过程中化学树脂锚固剂极易溢出到钻孔壁上，使得传感器侧壁与原岩孔壁通过化学树脂锚固剂粘结固定在一起，而且在挤压固定过程中纸杯因挤压变形收缩，杯底极易包络传感器端部，造成卸取回收困难，有时甚至会出现传感器无法回收的情况。

为克服上述缺点，已有韩真理等发明人发明了可伸张埋入式支撑固定装置，有了很大的改进，但其机械支撑原理为点接触受力，骨架支撑有可能在使用过程中因循环爆破振动而倾斜松动，致使微震传感器与煤体的耦合接触分离，影响微震传感器的接收信号质量，而且装置复杂繁琐不能有效推广。传感器在回收过程中损坏或传感器无法回收，将造成较大的经济损失，导致微震监测的工程成本过高。

实用新型内容

本实用新型针对上述普遍采用的微震监测传感器安装与回收方法的现状与不足，提供一种自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置，以保障现场安装人员健康，提高微震传感器的安装效率和普适性，解决微震传感器与监测孔有效接触耦合、卸取回收方便等问题，提高微震监测的准确性，降低微震监测的工程成本。

一种自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置，包括第一螺栓、垫片、遇水膨胀橡胶圈、连接件，所述连接件包括带有内螺纹的套管、设于套管带有内螺纹的一端的支撑环、设于套管另一端的第二螺栓，两个垫片分别套在第一螺栓帽底和连接件的支撑环上，遇水膨胀橡胶圈套在第一螺栓上，第一螺栓与套管的内螺纹连接，第二螺栓用于与微震传感器连接。

进一步的，所述连接件为一整体构件，由支撑环、带有内螺纹的套管、第二螺栓焊接或铸模加工而成。

进一步的，所述连接件上的第二螺栓和第一螺栓的螺纹方向一致。

进一步的，所述第一螺栓的帽顶不光滑，带有若干凸起的锚爪。

进一步的，所述遇水膨胀橡胶圈为橡胶材质，其余构件均由同种不锈钢材料制成。

进一步的，所述遇水膨胀橡胶圈直径为钻孔直径的0.8～0.9倍，厚度为钻孔直径的0.5～0.6倍。

与现有微震传感器安装固定方法相比，本实用新型具有以下特点：

a.该安装固定和回收装置，不需要使用化学树脂锚固剂，靠遇水膨胀橡胶圈的弹性膨胀支撑作用将微震传感器固定在孔底，绿色环保；

b.该安装固定和回收装置，采用遇水膨胀橡胶圈，对监测孔的孔内环境适应性强，若孔内有渗水情况，对遇水膨胀橡胶圈是有利的，遇水膨胀橡胶圈在有水条件下继续膨胀，与孔壁接触更加紧密，支撑更加牢固；

c.该安装固定回收方法简单快速，正常安装仅需5分钟，较以往30分钟时长，提高工作效率；

d.该安装固定装置兼有微震传感器的信号采集传输功用，与原岩孔壁耦合面积大且效果好，保证信号采集传输的质量。

附图说明

图1是本实用新型自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置的结构示意图；

图2是本实用新型中连接件的结构示意图；

图3是本实用新型中安装杆的结构示意图。

图中：1-第一螺栓，2-垫片，3-遇水膨胀橡胶圈，4-连接件，4-1-支撑环，4-2-套管，4-3-第二螺栓，5-微震传感器，6-电缆，7-岩体，8-安装杆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置包括第一螺栓1、垫片2、遇水膨胀橡胶圈3、连接件4四部分。所述第一螺栓1的帽顶不光滑，带有若干凸起的锚爪，可为安装时旋转微震传感器5及连接件4提供一定阻力。

本实用新型整个装置除遇水膨胀橡胶圈3为橡胶材质，其余构件均由同种不锈钢材料制成。遇水膨胀橡胶圈3采用遇水膨胀橡胶材质，遇水膨胀橡胶圈3直径为钻孔直径的0.8～0.9倍，厚度为钻孔直径的0.5～0.6倍；垫片2与遇水膨胀橡胶圈3的直径大小相适应。

请继续参阅图2，所述连接件1为一整体构件，由支撑环4-1、带有内螺纹的套管4-2、第二螺栓4-3焊接或铸模加工而成，支撑环4-1设于套管4-2带有内螺纹的一端，第二螺栓4-3位于套管4-2的另一端。连接件4上的第二螺栓4-3和第一螺栓1的螺纹方向一致。

两个垫片2分别套在第一螺栓1帽底和连接件4的支撑环4-1上，遇水膨胀橡胶圈3套在第一螺栓1上，第一螺栓1与套管4-2的内螺纹，第二螺栓4-3用于与微震传感器5连接。

本实用新型自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置，其具体安装固定和回收方法如下：

a.将两个垫片2分别套在第一螺栓1帽底和连接件4的支撑环4-1上，再将遇水膨胀橡胶圈3套在第一螺栓1上；

b.将第一螺栓1与连接件4的套管4-2连接，旋至遇水膨胀橡胶圈3不松动即可；

c.将连接件4的第二螺栓4-3与微震传感器5底部的螺纹孔连接；

d.将传感器电缆6穿过安装杆8(如图3所示)前端线槽孔，并将孔窝贴紧微震传感器5，通过不断增加安装杆8的数目，将连接好的安装固定装置与微震传感器5同步推入孔底，装置接触孔底后，此时第一螺栓1帽顶与岩体7相接触；稍用力向孔底顶着，同时旋紧安装杆8带动微震传感器5及连接件的套管4-2向前旋进压缩遇水膨胀橡胶圈3，使其侧向膨胀变形，直至旋不动为止，此时遇水膨胀橡胶圈3已完全支撑附着于孔壁上，收回安装杆8；

e.回收时，反方向旋转微震传感器5，若孔内干燥无渗水，连接件的套管4-2与第一螺栓1逐渐分离，遇水膨胀橡胶圈3回弹收缩脱离孔壁，拉出微震传感器5和安装固定装置，以备后续循环使用；

f.若遇水膨胀橡胶圈3附近有渗水现象，此时遇水膨胀橡胶圈3一直处于膨胀状态，要将连接件的套管4-2与第一螺栓1完全脱离，拉出传感器5和连接件；

g.若回收时，未出现上述e和f中连接件的套管4-2与第一螺栓1先脱松现象，而是连接件的第二螺栓4-3与传感器5底部的螺纹孔先脱松分离，拉出传感器5即可。

本实用新型利用橡胶材料高弹性的特点，通过压缩遇水膨胀橡胶圈，让其侧向膨胀变形并附着支撑于孔壁上，达到固定效果。回收时，反方向旋转微震传感器，连接件的套管与螺栓逐渐松开，遇水膨胀橡胶圈回弹收缩，取出微震传感器和安装固定装置；或连接件的第二螺栓与微震传感器分离，取出微震传感器。本实用新型实现了微震传感器的快速安装与卸取回收，对钻孔孔径及钻孔内条件有很强的适应性，安装效率高，并且无需锚固剂，耦合效果好，经济环保，传感器回收率极高，降低了微震监测的工程成本。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置，其特征在于：包括第一螺栓、垫片、遇水膨胀橡胶圈、连接件，所述连接件包括带有内螺纹的套管、设于套管带有内螺纹的一端的支撑环、设于套管另一端的第二螺栓，两个垫片分别套在第一螺栓帽底和连接件的支撑环上，遇水膨胀橡胶圈套在第一螺栓上，第一螺栓与套管的内螺纹连接，第二螺栓用于与微震传感器连接。

2.如权利要求1所述的自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置，其特征在于：所述连接件为一整体构件，由支撑环、带有内螺纹的套管、第二螺栓焊接或铸模加工而成。

3.如权利要求1所述的自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置，其特征在于：所述连接件上的第二螺栓和第一螺栓的螺纹方向一致。

4.如权利要求1所述的自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置，其特征在于：所述第一螺栓的帽顶不光滑，带有若干凸起的锚爪。

5.如权利要求1所述的自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置，其特征在于：所述遇水膨胀橡胶圈为橡胶材质，其余构件均由同种不锈钢材料制成。

6.如权利要求1所述的自适应膨胀式安装固定和回收微震传感器装置，其特征在于：所述遇水膨胀橡胶圈直径为钻孔直径的0.8～0.9倍，厚度为钻孔直径的0.5～0.6倍。

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