一種采動地裂縫監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種采動地裂縫監(jiān)測裝置，包括第一固定桿、第二固定桿、垂直測桿、水平測桿和直連桿；其中，第一固定桿通過一調(diào)平基座與垂直測桿的一端連接，第二固定桿通過另一調(diào)平基座與直連桿的一端連接；水平測桿的一端與垂直測桿的另一端連接，水平測桿的另一端與所述直連桿的另一端連接；其中垂直測桿和水平測桿均為可伸縮連桿機構(gòu)。利用本實用新型可監(jiān)測地裂縫在采動過程中的精細(xì)變化情況。
【專利說明】一種采動地裂縫監(jiān)測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及采礦【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種采動地裂縫監(jiān)測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]煤炭是我國主要的戰(zhàn)略能源，占一次性能源消費的70%以上，煤炭產(chǎn)量的90%以上來來自于井工開采，長臂綜采機械化全部垮落法的開采方式，使地表在采動過程中產(chǎn)生不均勻的下沉，造成大量沉陷地和地裂縫。2011年，我國煤炭產(chǎn)量已突破35億噸，地裂縫隨著煤炭開采范圍的不斷擴大而擴大，不斷威脅著礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的安全和穩(wěn)定。相關(guān)研究表明，地裂縫加劇了土壤侵蝕程度和水分散失程度，加快了土壤養(yǎng)分向深部的遷移，部分大的地裂縫直接與采空區(qū)貫通，演化為風(fēng)、水的通道，嚴(yán)重影響工作面的生產(chǎn)安全，因此需要摸清地裂縫的發(fā)育過程，為安全生產(chǎn)提供一定參考。
[0003]目前，針對采動引起的地裂縫發(fā)育過程的監(jiān)測，通常采用的監(jiān)測手段為現(xiàn)場直接監(jiān)測、INSAR或者CR-1NSAR、三維激光掃描等探測技術(shù)以及GPS技術(shù)，通過地形變形的變化用以標(biāo)定裂縫的位置等。但是，對于裂縫在采動過程中的精細(xì)變化情況，依靠目前的手段尚難以獲取，針對采煤地裂縫的監(jiān)測裝置也少有相關(guān)研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本實用新型提出一種采動地裂縫監(jiān)測裝置，能夠直接、持續(xù)地監(jiān)測采動過程中地裂縫的寬度變化和落差數(shù)據(jù)。
[0005]本發(fā)明提供一種采動地裂縫監(jiān)測裝置，包括:第一固定桿、第二固定桿、垂直測桿、水平測桿和直連桿；其中，第一固定桿通過一調(diào)平基座與垂直測桿的一端連接，第二固定桿通過另一調(diào)平基座與直連桿的一端連接；水平測桿的一端與垂直測桿的另一端連接，水平測桿的另一端與所述直連桿的另一端連接；其中，垂直測桿和水平測桿均為可伸縮連桿機構(gòu)。
[0006]優(yōu)選地，水平測桿的一端通過一直角連桿與垂直測桿的另一端連接。
[0007]優(yōu)選地，水平測桿的另一端通過一直角連桿與直連桿的另一端連接。
[0008]優(yōu)選地，可伸縮連桿機構(gòu)包括A管和B管，B管的直徑小于A管的直徑，B管端部內(nèi)嵌于A管端部，B管外部有刻度線。
[0009]優(yōu)選地，A管的直徑為1mm,管厚為3mm,長度為25cm, B管的直徑為8mm,管厚為2mm,長度為40cm。
[0010]優(yōu)選地，第一固定桿和第二固定桿的自由端經(jīng)處理具有細(xì)尖的端部。
[0011]本實用新型的有益效果:本實用新型可以直觀反映采動過程中地裂縫寬度和落差的變化情況，簡化了觀測方法，減少了操作人員，可實現(xiàn)連續(xù)性監(jiān)測，工作效率高。本實用新型可以根據(jù)實地觀測條件進行拆裝，攜帶方便，儀器使用成本低。本實用新型可作為研究地裂縫發(fā)育規(guī)律的簡便裝置，適用于對煤礦區(qū)土地?fù)p傷和環(huán)境監(jiān)測場合，特別是對采動地裂縫發(fā)育程度的監(jiān)測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型實施例的采動地裂縫監(jiān)測裝置布設(shè)主視圖。
[0013]圖2是本實用新型實施例的采動地裂縫監(jiān)測裝置布設(shè)俯視圖。

【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖以及具體實施例，詳細(xì)描述本實用新型的技術(shù)方案。
[0015]圖1示出了將本實用新型的采動地裂縫監(jiān)測裝置布設(shè)于地表裂縫周圍的主視圖，圖2為俯視圖，采動地裂縫監(jiān)測裝置橫跨在地表裂縫的兩側(cè)。具體來看，采動地裂縫監(jiān)測裝置包括固定桿11、固定桿12、垂直測桿13、水平測桿14、直連桿15和兩個調(diào)平基座16、17。其中，固定桿11通過調(diào)平基座16與垂直測桿13的下端連接，固定桿12通過調(diào)平基座17與直連桿15的下端連接。水平測桿14的右端與垂直測桿13的上端連接，水平測桿14的左端與直連桿15的上端連接。垂直測桿13和水平測桿14均為可伸縮連桿機構(gòu)。
[0016]使用時，按照圖1和圖2所示布設(shè)方式，將采動地裂縫監(jiān)測裝置的固定桿11、12分別固定于地裂縫兩側(cè)，通過調(diào)整固定桿11、12的方位以及調(diào)節(jié)調(diào)平基座16、17上的水平微調(diào)螺旋，使垂直測桿13垂直于水平面、水平測桿14平行于水平面。當(dāng)?shù)亓芽p發(fā)生形態(tài)發(fā)生變化時，記錄垂直測桿13和水平測桿14各自的伸縮量，其中水平測桿14的伸縮量反映裂縫的寬度變化，垂直測桿13的伸縮量反映裂縫的落差，實現(xiàn)了對地裂縫發(fā)育過程的監(jiān)測。
[0017]本實用新型的采動地裂縫監(jiān)測裝置中，垂直測桿13和水平測桿14均為可伸縮連桿機構(gòu)，具有可伸縮性。為準(zhǔn)確測量垂直測桿13和水平測桿14的伸縮量，本實用新型采用以下形式的可伸縮連桿機構(gòu):可伸縮連桿機構(gòu)包括直徑不同的A鋼管和B鋼管，直徑較小的B管的左端剛好可內(nèi)嵌于A管的右端部，可根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)伸縮量；在B管外部鐫刻有刻度線，最小刻度為1_。進一步地，為減少伸縮過程中的阻力，在A管的內(nèi)部和B管的外部均做潤滑處理。在本實用新型的優(yōu)選實施例中，A管的直徑為10mm，管厚3mm，長度25cm ；B管的直徑為8_，管厚2_，長度優(yōu)選40cm。垂直測桿13和水平測桿14采用的可伸縮連桿機構(gòu)可以相同，也可以不同，例如水平測桿14的長度大于垂直測桿13的長度，適用于地裂縫寬度變化劇烈的情況。
[0018]在本實用新型的一個實施例中，可在水平測桿14兩端增加直角連桿，參考圖1，水平測桿14右端通過一個直角連桿與垂直測桿13連接，水平測桿14左端通過另一個直角連桿與直連桿15連接。選取合適尺寸的直角連桿，可降低對于其它主要部件(如垂直測桿13和水平測桿14)的尺寸限制。
[0019]在實際應(yīng)用場合中，本實用新型的采動地裂縫監(jiān)測裝置可以根據(jù)實地觀測條件進行現(xiàn)場拆裝，使用靈活方便。以下簡要描述本實用新型一個實施例的現(xiàn)場布設(shè)安裝過程。
[0020]首先，布設(shè)固定桿11、12。根據(jù)最新產(chǎn)生的地裂縫的分布形態(tài)，選取其中顯示特征較大的地裂縫作為監(jiān)測對象，在布設(shè)固定的過程中，不能影響地裂縫的原生形態(tài)，并根據(jù)監(jiān)測裝置的量程，兩側(cè)固定桿11、12對應(yīng)安放，固定桿與裂縫之間的距離應(yīng)控制在15cm左右，且兩固定桿的連線與裂縫的產(chǎn)狀近似垂直，將固定桿11、12下端部處理為細(xì)尖型，利用重錘將固定桿嵌入地表，嵌入深度以Im以上為宜。
[0021]第二，安裝調(diào)平基座16、17。將調(diào)平基座與固定桿連接，調(diào)節(jié)水平微調(diào)螺旋，使調(diào)平基座的水平氣泡居中，使兩端的調(diào)平基座16、17均處于水平狀態(tài)。調(diào)平基座可以減少監(jiān)測裝置在初始狀態(tài)下因存在夾角而給觀測數(shù)據(jù)引入的固定粗差，有利于準(zhǔn)確獲取裂縫變化數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確反映地裂縫發(fā)育過程中幾何信息的演變特征。
[0022]第三，安裝垂直測桿13。利用連桿將可伸縮型垂直測桿13與右邊的調(diào)平基座16連接，用螺絲固定。
[0023]第四，安裝水平測桿14。利用連桿將可伸縮型水平測桿14的左端與調(diào)平基座連接，用螺絲固定；利用連桿將水平測桿14的右端與垂直測桿13的上部連接，然后調(diào)節(jié)垂直測桿13的伸縮量，使水平測桿14的左右兩端近似處于一個水平線上，用螺絲篤定水平測桿14和垂直測桿13的連接處。
[0024]第五，現(xiàn)場監(jiān)測與讀數(shù)。完成裝置的初始化，記錄水平測桿14和垂直測桿13的原始值，根據(jù)工作面的開采進度和推進速度，安排監(jiān)測頻率，在現(xiàn)場觀測時，觀測人員直接讀數(shù)兩個測桿上的讀數(shù)，估讀到0.1mm，不同時間觀測讀數(shù)與原始值的差值即為裂縫寬度和落差在采動過程的變化情況。
[0025]可見，由于本實用新型的采動地裂縫監(jiān)測裝置可以根據(jù)實地觀測條件進行現(xiàn)場拆裝，因此實際應(yīng)用中可只保留現(xiàn)場固定桿，其余組件可拆卸下來供其它監(jiān)測地點循環(huán)使用，便于攜帶運輸，可有效減少現(xiàn)場監(jiān)護工作以及儀器數(shù)量，降低儀器使用成本。
[0026]以上結(jié)合具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行了詳細(xì)介紹，具體實施例用于幫助理解本實用新型的思想。本領(lǐng)域技術(shù)人員在具體實施例的基礎(chǔ)上做出的推導(dǎo)和變型也屬于本實用新型保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種采動地裂縫監(jiān)測裝置，其特征在于，包括:第一固定桿、第二固定桿、垂直測桿、水平測桿和直連桿；其中，第一固定桿通過一調(diào)平基座與垂直測桿的一端連接，第二固定桿通過另一調(diào)平基座與直連桿的一端連接；水平測桿的一端與垂直測桿的另一端連接，水平測桿的另一端與所述直連桿的另一端連接；其中，垂直測桿和水平測桿均為可伸縮連桿機構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的采動地裂縫監(jiān)測裝置，其特征在于，所述水平測桿的一端通過一直角連桿與所述垂直測桿的另一端連接。
3.如權(quán)利要求1所述的采動地裂縫監(jiān)測裝置，其特征在于，所述水平測桿的另一端通過一直角連桿與所述直連桿的另一端連接。
4.如權(quán)利要求1所述的采動地裂縫監(jiān)測裝置，其特征在于，所述可伸縮連桿機構(gòu)包括A管和B管，B管的直徑小于A管的直徑，B管端部內(nèi)嵌于A管端部，B管外部有刻度線。
5.如權(quán)利要求4所述的采動地裂縫監(jiān)測裝置，其特征在于，A管的直徑為10_，管厚為3mm,長度為25cm, B管的直徑為8mm,管厚為2mm,長度為40cm。
6.如權(quán)利要求1所述的采動地裂縫監(jiān)測裝置，其特征在于，第一固定桿和第二固定桿的自由端經(jīng)處理具有細(xì)尖的端部。
【文檔編號】G01B5/02GK204188107SQ201420594768
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】胡振琪, 楊俊哲, 賀安民, 郭洋楠, 王新靜, 郭雨明 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華神東煤炭集團有限責(zé)任公司, 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)