新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖土與礦山工程新型傳感器組合布設(shè)裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種深孔傳感器串接組合固定安裝工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在巖土、隧道、水利、礦山開采過(guò)程中，復(fù)雜水文地質(zhì)條件下地下工程建設(shè)及生產(chǎn)期間，經(jīng)常會(huì)遭遇突涌水、塌方等地質(zhì)災(zāi)害，尤其突涌水對(duì)安全生產(chǎn)威脅最為嚴(yán)重，給國(guó)家和人民帶來(lái)的人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失極為慘重。我國(guó)許多煤田水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜，煤層開采過(guò)程中受到多種水體的威脅，尤其是近幾年來(lái)隨著礦井開采水平的不斷延伸，開采深度與開采強(qiáng)度不斷加大，深部開采受承壓水威脅日益嚴(yán)重，突水類型變得更加復(fù)雜，水害問(wèn)題更加突出。
[0003]采動(dòng)影響條件下工作面突水的過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜、非平衡、非線性的演化過(guò)程，因此，開展采動(dòng)影響條件下深孔圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)、裂隙發(fā)育監(jiān)測(cè)綜合監(jiān)測(cè)手段，直觀了解地下水運(yùn)移路徑將有助于深化對(duì)礦井突水現(xiàn)象、機(jī)理的認(rèn)識(shí)，為突水機(jī)理研宄及防治水工作具有積極的借鑒意義。然而現(xiàn)有監(jiān)測(cè)技術(shù)及手段主要針對(duì)巷道淺部圍巖進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要存在如下缺點(diǎn):(I)無(wú)法滿足深孔大范圍裂隙展布規(guī)律監(jiān)測(cè)，無(wú)法直觀了解采動(dòng)影響條件下地下水水溫、水壓、運(yùn)移路徑變化規(guī)律；(2)淺部傳感器埋設(shè)方法較簡(jiǎn)單，傳感器可分別埋設(shè)在設(shè)計(jì)位置，不存在施工困難，對(duì)深孔傳感器埋設(shè)沒(méi)有借鑒作用；(3)頂板孔傳感器安裝過(guò)程中傳感器易滑落且封孔困難，封孔時(shí)存在封閉傳感器危險(xiǎn)，以致達(dá)不到監(jiān)測(cè)目的。
[0004]針對(duì)上述淺部圍巖監(jiān)測(cè)傳感器布設(shè)存在問(wèn)題，根據(jù)每個(gè)測(cè)點(diǎn)不同傳感器尺寸特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)連接成套，擬發(fā)明一種新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決深孔傳感器安裝難題，發(fā)明一種適用于傳感器深孔安裝、能夠?qū)崿F(xiàn)一次成套安裝傳感器且實(shí)現(xiàn)傳感器固定至設(shè)計(jì)位置的新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，適用于鉆孔孔徑75_深孔傳感器埋設(shè)工程，可根據(jù)不同鉆孔孔徑調(diào)節(jié)封孔器型號(hào)及托盤、橡膠花管尺寸。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，包括一個(gè)托盤，所述的托盤下部連接鍍鋅套管，托盤的上部連接一個(gè)用于固定傳感器和封閉鉆孔的封孔器，在所述的封孔器的上部從下向上依次設(shè)置多個(gè)傳感器，其各個(gè)傳感器之間通過(guò)連接件上下串聯(lián)。
[0008]所述的鍍鋅套管包括多節(jié)，每節(jié)鍍鋅套管兩端有螺紋，套管間通過(guò)螺母串聯(lián)，鍍鋅套管起到保護(hù)傳感器光纜及放入監(jiān)測(cè)傳感器目的。
[0009]所述的托盤，為直徑60mm，厚度為10mm，其中心開挖直徑20mm的圓孔，同時(shí)在托盤外圈與圓孔之間的部分開挖寬度為6_的長(zhǎng)條，用于光纜穿過(guò)，
[0010]所述的托盤底部和鍍鋅套管焊接一起。
[0011]所述的封口器上從下向上依次安裝滲壓傳感器、應(yīng)力傳感器和位移傳感器；
[0012]滲壓傳感器，監(jiān)測(cè)采動(dòng)過(guò)程中深孔不同區(qū)段水壓變化；
[0013]應(yīng)力傳感器，監(jiān)測(cè)采動(dòng)過(guò)程中深孔不同區(qū)段鉆孔應(yīng)力變化；
[0014]位移傳感器，監(jiān)測(cè)采動(dòng)過(guò)程中深孔不同區(qū)段相對(duì)位移量。
[0015]所述的滲壓傳感器與應(yīng)力傳感器之間通過(guò)第一鋼管連接，滲壓傳感器與應(yīng)力傳感器分別監(jiān)測(cè)采動(dòng)過(guò)程中深孔不同區(qū)段礦壓變化。
[0016]所述的應(yīng)力傳感器與位移傳感器之間通過(guò)第二鋼管連接。
[0017]所述的滲壓傳感器、應(yīng)力傳感器、第一鋼管以及第二鋼管的外部套裝有橡膠花管，且傳感器鋼管與橡膠花管之間形成的間隙采用砂子充實(shí)，起到固定傳感器作用，同時(shí)增加連接裝置的抗折強(qiáng)度，增加埋設(shè)傳感器的可靠性。
[0018]所述的第一鋼管、第二鋼管包括套裝在一起的外部鋼管和內(nèi)部鋼管，且在內(nèi)部鋼管壁上開設(shè)有供傳感器連接線穿過(guò)的開口。
[0019]所述的內(nèi)部鋼管的外圈和外部鋼管的內(nèi)圈焊接在一起。
[0020]所述的鍍鋅套管的外徑20mm，內(nèi)徑16mm，通過(guò)鍍鋅套管下端有螺紋連接下一節(jié)鍍鋅套管。
[0021 ] 所述的托盤上部連接外徑60mm，長(zhǎng)500mm的ZF-A45封孔器，起到固定傳感器、封閉鉆孔目的。
[0022]封孔器上部連接傳感器，傳感器之間采用加工好的鋼管串聯(lián)，傳感器外側(cè)包住橡膠花管，橡膠花管不影響傳感器監(jiān)測(cè)水壓、地應(yīng)力變化，同時(shí)在安裝過(guò)程中起到保護(hù)傳感器的目的。
[0023]本發(fā)明的有益效果如下:
[0024]1、托盤下部連接鍍鋅套管保護(hù)光纜，工作面回采過(guò)程中對(duì)深孔內(nèi)光纜具有較好的保護(hù)作用，確保傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)安全輸送，同時(shí)沿鉆孔通過(guò)調(diào)節(jié)鍍鋅套管的長(zhǎng)度將傳感器布設(shè)在設(shè)計(jì)位置；
[0025]2、托盤上部連接型號(hào)為ZF-A45封孔器，當(dāng)傳感器布設(shè)至設(shè)計(jì)位置，通過(guò)封孔器膠囊膨脹，起到固定傳感器及分段封閉鉆孔目的，避免后續(xù)注漿封鉆工作封閉傳感器，影響傳感器監(jiān)測(cè)工作；
[0026]3、傳感器之間通過(guò)鋼管串聯(lián)組合，傳感器外側(cè)采用橡膠花管保護(hù)，不同傳感器通過(guò)以上形式組合成一個(gè)整體，與傳感器分別布設(shè)相比，傳感器串聯(lián)組合布置避免傳感器分別布置之間的相互影響，提高了傳感器布設(shè)效率，實(shí)現(xiàn)多個(gè)傳感器對(duì)同一測(cè)點(diǎn)精確布置。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為傳感器串聯(lián)方式剖面圖；
[0028]圖2為托盤尺寸示意圖；
[0029]圖3為連接傳感器鋼管三維圖；
[0030]圖4為連接傳感器鋼管俯視圖。
[0031 ] 圖中:I鍍鋅套管，2托盤，3螺帽，4封孔器，5橡膠花管，6滲壓傳感器，71#鋼管，8應(yīng)力傳感器，92#鋼管，10砂子，11位移傳感器，12位移計(jì)桿體，13為傳感器1#鋼管外部鋼管部分；14為1#鋼管內(nèi)部鋼管部分，15為內(nèi)部鋼管開口。
【具體實(shí)施方式】
[0032]結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明傳感器組合串聯(lián)方式，如圖1、圖2、圖3、圖4所示:
[0033]深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，包括一個(gè)托盤2，托盤2的直徑為60mm，厚度為10mm，托盤2下部連接外徑20mm，內(nèi)徑16mm鍍鋅套管1，通過(guò)鍍鋅套管I下端有螺紋連接下一節(jié)鍍鋅套管，鍍鋅套管I起到保護(hù)傳感器光纜及放入監(jiān)測(cè)傳感器目的，托盤2上部連接外徑60mm，長(zhǎng)500mm的ZF-A45封孔器4，起到固定傳感器、封閉鉆孔目的，封孔器4上部連接傳感器，傳感器之間采用加工好的鋼管串聯(lián)，傳感器外側(cè)包住橡膠花管5，橡膠花管5不影響傳感器監(jiān)測(cè)水壓、地應(yīng)力變化，同時(shí)在安裝過(guò)程中起到保護(hù)傳感器的目的。
[0034]鍍鋅套管I包括多節(jié)，每節(jié)1.5m，每節(jié)鍍鋅套管I兩端有螺紋，套管間通過(guò)螺母串聯(lián)；托盤2，中心開挖直徑20_的圓環(huán)，同時(shí)開挖寬度為6_的長(zhǎng)條，方便穿光纜，托盤底部和鍍鋅套管焊接一起；
[0035]螺帽3，螺帽一端與托盤焊接，另一端與鍍鋅套管I連接；
[0036]封孔器4為ZF-A45封孔器，封孔器4底部與托盤2連接；
[0037]滲壓傳感器6，與封孔器4連接，監(jiān)測(cè)采動(dòng)過(guò)程中深孔不同區(qū)段水壓變化；
[0038]1#鋼管7，鋼管由內(nèi)部鋼管和外部鋼管組成，內(nèi)部鋼管外徑為20mm，外部鋼管內(nèi)徑為20mm，外部鋼管兩端分別開有小口，內(nèi)部鋼管與外部鋼管套焊接在一起；
[0039]滲壓傳感器6與應(yīng)力傳感器8分別連接1#鋼管7頂部與底部，1#鋼管7起到串聯(lián)并固定滲壓傳感器6與應(yīng)力傳感器8作用，滲壓傳感器6監(jiān)測(cè)采動(dòng)過(guò)程中深孔不同區(qū)段水壓變化，應(yīng)力傳感器8監(jiān)測(cè)采動(dòng)過(guò)程中深孔不同區(qū)段鉆孔應(yīng)力變化；
[0040]2#鋼管9，尺寸與功能與1#鋼管7相同；
[0041]橡膠花管5包裹住滲壓傳感器6、1#鋼管7、應(yīng)力傳感器8、2#鋼管9，中間采用砂子10充實(shí)，起到固定傳感器作用，同時(shí)增加連接裝置的抗折強(qiáng)度，增加埋設(shè)傳感器的可靠性；
[0042]位移傳感器11，底部與2#鋼管9連接；
[0043]位移計(jì)桿體12，監(jiān)測(cè)采動(dòng)過(guò)程中深孔不同區(qū)段相對(duì)位移量；
[0044]1#鋼管外部鋼管部分；內(nèi)部鋼管部分14和外部鋼管部分13，外部鋼管部分與內(nèi)部鋼管部分14套裝焊接一起；在內(nèi)部鋼管部分14上設(shè)有內(nèi)部鋼管開口 15，傳感器連接光纜從內(nèi)部鋼管開口 15引出。
[0045]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，其特征在于:包括一個(gè)托盤，所述的托盤下部連接鍍鋅套管，托盤的上部連接一個(gè)用于固定傳感器和封閉鉆孔的封孔器，在所述的封孔器的上部從下向上依次設(shè)置多個(gè)傳感器，其各個(gè)傳感器之間通過(guò)連接件上、下串聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，其特征在于:所述的鍍鋅套管包括多節(jié)，每節(jié)鍍鋅套管兩端有螺紋，套管間通過(guò)螺母串聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1所述的新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，其特征在于:所述的托盤，直徑為60mm，厚度為10mm，其中心開挖直徑20mm的圓孔，同時(shí)在托盤外圈與圓孔之間的部分開挖寬度為6mm用于光纜穿過(guò)的長(zhǎng)條。
4.如權(quán)利要求1所述的新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，其特征在于:所述的封口器上從下向上依次安裝滲壓傳感器、應(yīng)力傳感器和位移傳感器。
5.如權(quán)利要求4所述的新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，其特征在于:所述的滲壓傳感器與應(yīng)力傳感器之間通過(guò)第一鋼管連接，滲壓傳感器與應(yīng)力傳感器分別監(jiān)測(cè)采動(dòng)過(guò)程中深孔不同區(qū)段礦壓變化。
6.如權(quán)利要求4所述的新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，其特征在于:所述的應(yīng)力傳感器與位移傳感器之間通過(guò)第二鋼管連接。
7.如權(quán)利要求5或6所述的新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，其特征在于:所述的滲壓傳感器、應(yīng)力傳感器、第一鋼管以及第二鋼管的外部套裝有橡膠花管，且傳感器鋼管與橡膠花管之間形成的間隙采用砂子充實(shí)。
8.如權(quán)利要求7所述的新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，其特征在于:所述的第一鋼管、第二鋼管包括套裝在一起的外部鋼管和內(nèi)部鋼管，且在內(nèi)部鋼管壁上開設(shè)有供傳感器連接線穿過(guò)的開口。
9.如權(quán)利要求8所述的新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，其特征在于:所述的內(nèi)部鋼管的外圈和外部鋼管的內(nèi)圈焊接在一起。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，包括一個(gè)托盤，所述的托盤下部連接鍍鋅套管，托盤的上部連接一個(gè)用于固定傳感器和封閉鉆孔封孔器，在所述的封孔器的上部從下向上依次設(shè)置多個(gè)傳感器，其各個(gè)傳感器之間通過(guò)連接件上下串聯(lián)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)一次成套安裝傳感器且實(shí)現(xiàn)傳感器固定至設(shè)計(jì)位置的新型礦山深孔監(jiān)測(cè)傳感器組合布設(shè)裝置，適用于鉆孔孔徑75mm深孔傳感器埋設(shè)工程，可根據(jù)不同鉆孔孔徑調(diào)節(jié)封孔器型號(hào)及托盤、橡膠花管尺寸。
【IPC分類】E21F17-18
【公開號(hào)】CN104863636
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510263092
【發(fā)明人】李術(shù)才, 白繼文, 劉人太, 張紅軍, 馮嘯, 鄭卓, 姜鵬
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月21日