一種圍巖裂隙發(fā)育動態(tài)監(jiān)測方法及監(jiān)測設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圍巖松動圈的測試，特別是涉及一種圍巖裂隙發(fā)育動態(tài)監(jiān)測方法及監(jiān)測設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]松動圈理論在地下空間的開發(fā)與利用領(lǐng)域已得到廣泛的認可和推廣應(yīng)用，特別是松動圈支護理論對煤礦的生產(chǎn)和安全起到了巨大的作用。巷道開挖以后，圍巖應(yīng)力重新分布，圍巖中出現(xiàn)應(yīng)力變化區(qū)，在該區(qū)內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，當(dāng)該應(yīng)力值超過圍巖體強度極限或屈服極限時，巷道周邊巖體出現(xiàn)破裂，使巷道周邊形成一定范圍的破裂區(qū)域，即圍巖松動圈。松動圈反映了巷道圍巖普遍存在的客觀物理力學(xué)狀態(tài)。松動圈支護理論認為支護結(jié)構(gòu)承擔(dān)的載荷來自于巷道圍巖松動圈所施加的碎脹力，并根據(jù)松動圈的深度設(shè)計錨桿長度等支護參數(shù)。松動圈的厚度是判定巷道圍巖穩(wěn)定與否的重要因素，又是巷道支護設(shè)計的重要依據(jù)，準確的確定巷道圍巖松動圈厚度對解決地下工程巖體的穩(wěn)定性等問題具有重要意義。同時，對圍巖裂隙發(fā)育情況進行動態(tài)監(jiān)測，獲得圍巖裂隙的時間和空間演化規(guī)律，得到圍巖裂隙發(fā)育與采煤工作面以及其他因素的關(guān)系，有利于指導(dǎo)支護方案設(shè)計，進而保障巷道的穩(wěn)定性。
[0003]傳統(tǒng)的測量松動圈范圍的方法是在圍巖內(nèi)打孔，并在孔內(nèi)放置測量儀器進行測量，由于圍巖內(nèi)有破壞發(fā)生，經(jīng)常會掩埋住孔，如果要進行多次測量，則需重復(fù)打孔，施工成本增加，且每次打孔的位置無法保證完全相同，無法對同一測試點進行精確科學(xué)的測量，得到的測試結(jié)果不精確。
[0004]因此，有必要設(shè)計一種更好的松動圈監(jiān)測方法及監(jiān)測設(shè)備，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種可多次測量，測量結(jié)果精確科學(xué)，且可降低成本的圍巖裂隙發(fā)育動態(tài)監(jiān)測方法及監(jiān)測設(shè)備。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種圍巖裂隙發(fā)育動態(tài)監(jiān)測方法，包括:
[0008]步驟一:沿垂直于圍巖側(cè)壁的方向，向圍巖內(nèi)部打鉆孔；
[0009]步驟二:在所述鉆孔內(nèi)每間隔一定距離處固定放置有氣囊，所述氣囊連接于充氣管；
[0010]步驟三:將測試儀器送入所述鉆孔中并固定到待測的位置；
[0011]步驟四:向所述充氣管內(nèi)充氣，使與其連接的各個所述氣囊與所述鉆孔的內(nèi)壁充分接觸，兩個相鄰所述氣囊之間形成空腔，所述空腔連接于注水管；
[0012]步驟五:由所述鉆孔的深部向淺部，由對應(yīng)所述注水管依次向所述空腔內(nèi)沖水，記錄每個所述空腔的注水量，根據(jù)注水量的大小，確定圍巖裂隙發(fā)育動態(tài)。
[0013]進一步，所述氣囊先固定于所述充氣管上，當(dāng)所述氣囊與所述充氣管共同進入所述鉆孔中后，向所述氣囊內(nèi)充氣，所述氣囊充分固定于所述鉆孔中。
[0014]進一步，步驟五包括先向位于所述鉆孔最深處的所述空腔內(nèi)注水，由所述測試儀器記錄注水量，然后向與最深處的所述空腔相鄰的所述空腔內(nèi)注水，并記錄注水量，以此類推，由深部向淺部依次向所述空腔內(nèi)注水。
[0015]進一步，步驟一完成后，用吹風(fēng)的方式將所述鉆孔內(nèi)的雜物清理干凈。
[0016]進一步，相鄰的所述氣囊通過所述充氣管相互連通，步驟四中采用一個所述充氣管對多個所述氣囊進行充氣。
[0017]—種圍巖裂隙發(fā)育動態(tài)監(jiān)測設(shè)備，用于圍巖的鉆孔中，所述監(jiān)測設(shè)備包括所述鉆孔內(nèi)固定有測試儀器及多個氣囊，所述氣囊之間具有空腔，所述氣囊連接于充氣管，氣體由所述充氣管通入所述氣囊內(nèi)，使所述氣囊膨脹與所述鉆孔的內(nèi)壁充分接觸，所述空腔連接于注水管，水由所述注水管注入所述空腔內(nèi)，所述測試儀器記錄所述空腔內(nèi)的水量。
[0018]進一步，所述充氣管由多個連接管連接而成，每個所述連接管的端部均設(shè)有所述氣囊，所述連接管的端部進入所述氣囊內(nèi)，為所述氣囊內(nèi)充氣。
[0019]進一步，兩個所述連接管之間螺紋連接。
[0020]進一步，所述連接管的中部設(shè)有開口，所述注水管位于所述連接管內(nèi)，并穿過所述開口，所述注水管的末端設(shè)有注水口。
[0021]進一步，所述注水管的數(shù)量與所述空腔的數(shù)量相同，每個所述空腔均設(shè)有所述注水管及其注水口。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]在鉆孔內(nèi)固定測試儀器及氣囊，氣囊內(nèi)充氣，氣囊之間的空腔內(nèi)注水，根據(jù)注水量的大小，確定圍巖裂隙發(fā)育動態(tài)，打一次鉆孔就可對圍巖松動圈進行多次測量，操作簡單，減少施工成本。同時在同一巷道不同位置、不同時間條件下進行測試，可得到巷道圍巖松動圈的厚度及其演化規(guī)律，根據(jù)測試結(jié)果，分析支護參數(shù)的合理性和可靠性，為巷道支護設(shè)計提供依據(jù)。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明圍巖裂隙發(fā)育動態(tài)監(jiān)測設(shè)備裝設(shè)于圍巖內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明圍巖裂隙發(fā)育動態(tài)監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明圍巖裂隙發(fā)育動態(tài)監(jiān)測設(shè)備的局部示意圖；
[0027]圖中，1 一圍巖、2—鉆孔、3—氣囊、4 一充氣管、41 一連接管、42—充氣口、43—開口、44一進氣閥、5—空腔、6—注水管、61—注水口、62—進水閥。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0029]如圖1，本發(fā)明圍巖裂隙發(fā)育動態(tài)監(jiān)測設(shè)備用于圍巖中，圍巖1中開設(shè)有鉆孔2，監(jiān)測設(shè)備包括設(shè)于鉆孔2內(nèi)的氣囊3，氣囊3連接有充氣管4，氣體由充氣管4進入氣囊3內(nèi)使氣囊3膨脹與鉆孔2的內(nèi)壁充分接觸，充氣管4通過氣囊3固定于鉆孔2中。相鄰兩個氣囊3之間形成空腔5，空腔5連接于注水管6，水由注水管6注入空腔5內(nèi)，并填滿空腔5。監(jiān)測設(shè)備還包括測試儀器，測試儀器安裝于鉆孔2內(nèi)，測試空腔5內(nèi)的注水量，根據(jù)注水量的大小，確定圍巖1裂隙發(fā)育動態(tài)。
[0030]如圖2及圖3，充氣管4由多根連接管41連接而成，在本實施例中，兩根連接管41之間通過螺紋連接，在其它實施例中，連接管41也可以通過其它方式連接。每根連接管41的端部固定于氣囊3，且其端部進入氣囊3內(nèi)，設(shè)有充氣口 42，氣體由充氣管41經(jīng)過充氣口42進入氣囊3內(nèi)，為氣囊3充氣。多個氣囊3兩兩之間通過連接管41連接并聯(lián)通，使其充氣管4只有一條就可同時對多個氣囊3進行充氣。在本實施例中，氣囊3內(nèi)充入的是空氣，當(dāng)然也可以是其它氣體，可使氣囊3膨脹即可。每個連接管41的中部設(shè)有開口 43，供注水管6穿過。注水管6位于充氣管4內(nèi)，注水管6的一端連接到鉆孔2外，每根注水管6的末端均設(shè)有