專利名稱：地下巖移的監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種監(jiān)測地下巖移的裝置，尤其涉及一種用于露天煤礦邊坡穩(wěn)定研究的地下巖移的監(jiān)測裝置。
背景技術：
露天煤礦地下巖移監(jiān)測是邊坡穩(wěn)定研究工作中的一項重要內(nèi)容。地下巖移監(jiān)測是通過儀器測量地下巖體相對于穩(wěn)當?shù)貙拥奈灰屏?、位移速度和方向，從而確定移動巖體的滑移面和變形變化規(guī)律。現(xiàn)有的地下巖移的監(jiān)測是通過工程地質(zhì)勘探鉆孔來實現(xiàn)，利用工程地質(zhì)勘探中的鉆孔建立地下位移監(jiān)測孔，在該監(jiān)測孔中安裝監(jiān)測管。地下巖體位移監(jiān)測所使用的鉆孔應穿過不穩(wěn)定巖層至穩(wěn)定地層。
現(xiàn)有的監(jiān)測裝置只能依賴于人工記錄和輸入所采集的數(shù)據(jù)，采用此類裝置監(jiān)測地下巖移所存在的問題是由于采集的數(shù)據(jù)量很大，導致現(xiàn)場記錄以及向計算機輸入的工作量繁重；另一方面，在記錄和輸入過程中容易人為地造成漏記、錯記和輸入錯誤。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種可對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行智能化采集、轉(zhuǎn)換并處理的地下巖移監(jiān)測裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型通過以下技術措施來實現(xiàn)所述的地下巖移的監(jiān)測裝置包括測斜儀、二次數(shù)據(jù)采集儀、測試導槽管和測斜儀的升降裝置和鉆孔，所述的測斜儀位于測試導槽管內(nèi)部，測試導槽管位于鉆孔內(nèi)，測斜儀與其升降裝置相連接，使測斜儀可在測試導槽管內(nèi)上下移動；所述的測斜儀的測量值通過測試電纜傳送至二次數(shù)據(jù)采集儀。
所述的測斜儀可以是雙向測斜儀，用于在野外通過與所述的測試傳感器電纜相接的二次數(shù)據(jù)采集器記錄各孔A、B向正反兩個方向不同測量段的變形值。其中，A向的正方向A+為巖層的主移動方向，該主移動方向一般為礦坑臨空面方向，即測試時傳感器探頭上導輪指向的方向；與主移動方向A+相反的方向為A-；B向是與A向相垂直的方向，A+逆時針旋轉(zhuǎn)90°以后的方向為B向的正方向B+，與B+相反的方向為B-。
所述的測斜儀的升降裝置可以使測斜儀實現(xiàn)上下移動，以測量不同深度的變形。
所述的二次數(shù)據(jù)采集器用于對各孔的測試數(shù)據(jù)進行處理，通過數(shù)據(jù)通訊程序?qū)⒏骺诇y試數(shù)據(jù)傳到桌面數(shù)據(jù)處理計算機內(nèi)，以進一步以實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理，其中包括檢查所測值是否有誤。
在對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理的過程中，首先須對所測的數(shù)據(jù)進行檢查。數(shù)據(jù)檢查的目的是檢查測值是否有誤。這里是指讀數(shù)、記錄、電纜提升三者配合不當造成讀數(shù)錯誤，或是測斜儀導輪在管內(nèi)跳槽引起測值有誤。所采用的檢查方法是檢查A、B向正反方向測值之和，即Ai++Ai-及Bi++Bi-的值是否各在其傳感器標定的常數(shù)附近。若是，則測值有效；若不是，說明所測值有誤，應即時查找原因、更正記錄。對于有誤的測量值，若屬跳槽，則各段的和值很亂，需要重新測試。
在實際地下位移監(jiān)測中，測斜導管安裝前應充分洗孔，直到流出清水為止；測斜導管下到孔底后，用碎石和細沙混合料充填并保證充填質(zhì)量。
此外，由于測斜儀的每次測試值為導槽管不同部位彎曲變形量，在計算巖層實際移動變形量時，應減去導槽管首次彎曲變形值，因此，應對首次觀測進行初值計算，以備后續(xù)分析、計算使用。
本實用新型的參數(shù)計算方法如下某次導槽管每段的偏位值Aij＝(Aij++Aij-)/2Bij＝(Bij++Bij-)/2
某測點相對底部為不動點的相對水平偏位值ΣAij=Σi=1nAij]]>ΣBij=Σi=1nBij]]>某高程的水平位移ΔAij＝∑Aij-∑Ai1ΔBij＝∑Bij-∑Bi1某高程的水平位移合矢量S=ΔAij2+ΔBij2]]>某高程水平位移方位β＝tg-1(ΔBij/ΔAij)根據(jù)上述數(shù)據(jù)處理結(jié)果可制作地下位移監(jiān)測曲線，依據(jù)該曲線確定邊坡變形的破壞特征和類型，并確定滑動面位置或變形界限。
采用數(shù)據(jù)處理軟件可繪制深度-位移曲線、鉆孔中某一深度位移歷時曲線及位移速率歷時曲線。可以某一比例插入數(shù)字化地質(zhì)剖面圖中，供邊坡穩(wěn)定分析與變形的預測預報使用。
地下巖移曲線反映了巖體內(nèi)部變形區(qū)和變形特征。依據(jù)地下位移監(jiān)測曲線可確定邊坡變形破壞特征和類型，并可確定滑動面位置或變形界限，典型的地下巖移監(jiān)測曲線特征見圖3和圖4所示，其中，圖3是邊坡巖體松馳變形曲線的特征圖，圖4是邊坡巖體滑移變形曲線的特征圖。
為了進一步保證監(jiān)測的準確性，在安裝地下巖移的監(jiān)測裝置時，所述的測試導槽管在鉆孔中不能扭曲，各凹槽對接不能錯位，管壁與鉆孔壁之間充填應密實，導管底部必須安裝到巖體不動層里，且需要用水泥砂漿澆灌牢固；又如測試中應規(guī)定好測試導槽管兩對凹槽的方向，找準測斜儀輸出值的正負方向。
本實用新型在測試中可按電纜上和深度標記每隔半米下降一次測斜儀，然后測試。一般在安裝后10～15天左右測試。以后可根據(jù)邊坡變形情況進行周期監(jiān)測。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點本實用新型所述的地下巖移監(jiān)測裝置可以對測斜儀獲得的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動采集、轉(zhuǎn)換、存儲記錄，以避免人工記錄、輸入所帶來的繁復工作，同時還可提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，為露天煤礦的邊坡穩(wěn)定研究提供基礎數(shù)據(jù)。


下面將結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
圖1是本實用新型的監(jiān)測裝置的主視方向的示意圖；圖2是圖1中的測斜儀的放大圖；圖3是邊坡巖體松馳變形曲線特征圖。
圖4是邊坡巖體滑移變形曲線特征圖。
圖5是本實用新型的實施例中得到的監(jiān)測孔位移曲線。
具體實施方式
圖1是本實用新型的實施例的結(jié)構示意圖，由圖1可知，該地下巖移的監(jiān)測裝置包括測斜儀1、二次數(shù)據(jù)采集儀2、測試導槽管3、測斜儀的升降裝置4和鉆孔5，其中，測斜儀1位于測試導槽管3內(nèi)部，測試導槽管3位于鉆孔5內(nèi)，測斜儀1與其升降裝置4相連接，使測斜儀可在測試導槽管3內(nèi)上下移動；測斜儀1的測量值通過測試電纜6傳送至二次數(shù)據(jù)采集儀2。
上述測斜儀1是伺服加速度式測斜儀，其放大圖如圖2所示，由圖2可知，該測斜儀包括導向輪11和探頭12，通過電纜13將其測得的數(shù)據(jù)傳輸值二次采集儀2。
由圖1還可看出，本實施例中的的升降裝置通過絞輪使測斜儀3可在測試導槽管內(nèi)上下移動，以測量不同深度的變形。
采用本實用新型的監(jiān)測裝置對某礦所建立的地下巖移監(jiān)測孔進行了近2年的監(jiān)測，獲得該監(jiān)測孔的地下位移曲線，如圖5所示。所列出的地下巖移監(jiān)測數(shù)據(jù)表為選取不同監(jiān)測深度的巖移統(tǒng)計分析值。
表1 在監(jiān)測孔不同深度的巖移統(tǒng)計值(單位mm)

從該孔的地下巖移監(jiān)測數(shù)據(jù)表及地下位移曲線中可以看出，該監(jiān)測孔自建立以后，除初值測定外共進行了6次監(jiān)測，經(jīng)過近兩年的時間，移動量最大點出現(xiàn)在地面以下7.5m處，該位置的位移值累計達到593.63mm，自初始監(jiān)測時間至測量截止時間，歷時共730天，日平均變形量為0.813mm。從變形位移曲線特征來看，地下位移曲線自下而上略呈彎弓形，向北(A+)方向緩慢平移，表現(xiàn)出整體位移特征，與圖3中的地下位移曲線特征相似。由此可知，所監(jiān)測的邊坡巖體具有松弛變形曲線特征。
權利要求1.一種地下巖移的監(jiān)測裝置，其特征在于該裝置包括測斜儀、二次數(shù)據(jù)采集儀、測試導槽管和測斜儀的升降裝置和鉆孔，所述的測斜儀位于測試導槽管內(nèi)部，測試導槽管位于鉆孔內(nèi)，測斜儀與其升降裝置相連接，所述的測斜儀的測量值通過測試電纜傳送至二次數(shù)據(jù)采集儀。
2.根據(jù)權利要求1所述的地下巖移的監(jiān)測裝置，其特征在于所述的測斜儀是雙向測斜儀。
3.根據(jù)權利要求1所述的地下巖移的監(jiān)測裝置，其特征在于所述的測斜儀是伺服加速度式測斜儀。
4.根據(jù)權利要求1至3中任何一項所述的地下巖移的監(jiān)測裝置，其特征在于所述的測斜儀的升降裝置通過絞輪使測斜儀可在導槽管內(nèi)上下移動。
專利摘要本實用新型公開了一種地下巖移的監(jiān)測裝置，包括測斜儀、二次數(shù)據(jù)采集儀、測試導槽管和測斜儀的升降裝置和鉆孔，所述的測斜儀位于測試導槽管內(nèi)部，測試導槽管位于鉆孔內(nèi)，測斜儀與其升降裝置相連接使測斜儀可在測試導槽管內(nèi)上下移動，所述的測斜儀的測量值通過測試電纜傳送至二次數(shù)據(jù)采集儀。本實用新型可對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行智能化采集、轉(zhuǎn)換并處理，并且通過周期性的監(jiān)測和分析，對露天煤礦的邊坡穩(wěn)定進行監(jiān)測。
文檔編號G01V1/40GK2876707SQ200520037750
公開日2007年3月7日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權日2005年12月30日
發(fā)明者張智明 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華準格爾能源有限責任公司