巷道围岩稳定性监测用多参数测试车的制作方法

巷道围岩稳定性监测用多参数测试车的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测试车，尤其是涉及一种巷道围岩稳定性监测用多参数测试车。
【背景技术】
[0002]为保障煤矿井下巷道稳定，在进行巷道支护设计前会应用探测技术对巷道围岩进行测试，通过对探测结果的分析总结评估巷道围岩稳定，为巷道支护设计提供依据，以对不同程度的围岩稳定性进行巷道支护设计。现如今，对矿山围岩监测技术手段较多，例如声发射、光纤、电阻应力计等，但都集中于某一种技术手段，由于煤岩层赋存的多样性和复杂性，空间尺寸的大型化以及在现场监测中受外界因素干扰较多，很多监测结果出现失真现象，可见单一的监测手段在特定的时-空-地范围内进行矿山岩体监测，难以对工程实践实现足够有效的指导。现有单一的监测手段主要存在以下几方面问题:第一、单个钻孔孔壁裂隙的发育程度无法反映围岩裂隙的整体面貌，精度较低；第二、以单个钻孔为中心的巷道围岩裂隙发育范围测试，无法探测复杂条件下含水区、采空区等其它结构，检测精度较低；第三、探测含水区、采空区及其它结构(如钢筋等)的位置与范围，无法对局部巷道的支护提供依据，监测精度较低；第四、在原有的巷道稳定性测试技术中，围岩裂隙的发育程度、松动范围大小、结构变异等技术均是单独应用，准确度较低；第五、随着开采深度的增加较多的矿体开采进入深部，围岩裂隙及松动范围等自然赋存条件越来越复杂，单种探测技术不能够对围岩稳定性进行完善的评估，精度较低。
[0003]因而，需设计一种结构简单、设计合理、加工制作简单且使用操作简便、使用效果好的巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，能对巷道围岩的裂隙发育程度、松动范围和围岩整体稳定状况进行监测，并能解决现有单一监测手段存在的精度较低、难以对巷道围岩稳定性进行准确测试的问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其结构简单、设计合理、加工制作简单且使用操作简便、使用效果好，能对巷道围岩的裂隙发育程度、松动范围和围岩整体稳定状况进行监测。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征在于:包括沿煤矿井下巷道的纵向延伸方向前后移动的平移小车、对煤矿井下巷道顶板或巷道帮上钻取的钻孔内壁的围岩裂隙发育程度进行测试的钻孔窥视仪、对钻孔周侧围岩进行松动圈测试的松动圈测试仪、对煤矿井下巷道顶板或巷道帮上的围岩稳定状况进行测试的地质雷达探测仪和带动钻孔窥视仪与松动圈测试仪沿钻孔的长度方向前后移动的伸缩臂，所述钻孔窥视仪、松动圈测试仪和地质雷达探测仪均与控制主机相接；所述平移小车包括水平车架和安装在所述水平车架底部的多个行走轮；所述伸缩臂包括液压缸和与液压缸呈同轴布设的支撑杆，所述液压缸的缸体底部安装有底座，所述水平车架的左侧和/或右侧设置有供底座安装的竖向安装座，所述水平车架的前侧上部设置有供底座安装的水平安装座；所述支撑杆同轴安装在液压缸的活塞杆顶端且二者之间通过联轴器进行连接；所述钻孔窥视仪与松动圈测试仪均安装在支撑杆上；所述地质雷达探测仪和控制主机均安装在所述水平车架上。
[0006]上述巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征是:所述钻孔窥视仪安装在支撑杆顶端，所述松动圈测试仪底部设置有支座，所述支座与支撑杆之间通过紧固螺栓进行连接，所述伸缩杆上开有多个供紧固螺栓安装的螺栓安装孔。
[0007]上述巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征是:所述地质雷达探测仪安装在所述水平车架的后侧上方。
[0008]上述巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征是:所述水平车架上设置有供地质雷达探测仪安装的竖向支架，所述地质雷达探测仪固定安装在竖向支架上。
[0009]上述巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征是:所述水平车架上装有供竖向支架前后移动的水平滑槽。
[0010]上述巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征是:所述控制主机安装在控制箱内，所述控制箱固定安装在所述水平车架的后侧上方且其位于地质雷达探测仪后方。
[0011]上述巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征是:所述钻孔窥视仪为能在钻孔内部进行360°旋转的光学钻孔窥视仪。
[0012]上述巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征是:所述底座为槽钢，所述竖向安装座和水平安装座均为方钢，所述底座扣装在竖向安装座或水平安装座上，且底座与竖向安装座和水平安装座之间均通过连接螺栓进行连接；所述底座、竖向安装座和水平安装座上均开有供连接螺栓安装的圆形安装孔。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0014]1、结构简单、设计合理且加工制作简便、安装方便，投入成本较低。
[0015]2、使用操作简便且实现方便易于掌握，推动平移小车沿煤矿井下巷道由后向前移动，当平移小车移动至一个钻孔的布设位置时，通过伸缩臂带动钻孔窥视仪与松动圈测试仪沿钻孔的长度方向前后移动，移动过程中通过钻孔窥视仪对钻孔内壁的围岩裂隙发育程度进行测试，同时通过松动圈测试仪对钻孔进行松动圈测试；平移小车在煤矿井下巷道内由后向前移动过程中，通过地质雷达探测仪由后向前对煤矿井下巷道的顶板或左右两侧巷道帮进行扫描。
[0016]3、所采用的平移小车结构简单且移动简便，能简便在巷道内前后移动，实现简便、快速对煤矿井下巷道的围岩稳定性进行长距离测试的目的。
[0017]4、使用效果好且实用价值高，围岩稳定性测试精度高，能对巷道围岩稳定性进行快速、准确测试，推广应用前景广泛。首先，通过钻孔窥视仪揭示巷道围岩钻孔孔壁裂隙的发育程度；其次是通过松动圈测试仪探测巷道围岩裂隙以钻孔为中心的发育范围；最后，通过地质雷达探测仪探测巷道围岩结构中空洞等其它结构的位置，实现巷道钻孔、松动圈半径和全断面的大范围、长距离无缝综合探测，根据全面的探测结果对巷道围岩稳定性进行评价，为巷道支护等提供依据。针对单个钻孔进行钻孔窥视无法全面反映围岩裂隙发育程度的情况，以岩石声波探测技术为基础，根据声波波速与介质性质密切相关，接收到声波的波速愈小表明围岩岩性愈差，强度愈小，弹性模量越小的原理，运用松动圈测试仪发生声波对每个钻孔为中心一定半径范围内的巷道围岩裂隙发育及松动程度进行探测，弥补使用钻孔窥视单个钻孔信息不全的缺陷。另外，针对钻孔窥视与松动圈测试仪无法大范围、长距离及实现巷道断面无缝探测的缺点，利用地质雷达探测仪发射天线将高频电磁波送入待测区域，由于不同的介质具有不同的物理特性、也具有不同的介电常数，在介电常数不连续的交界面上电磁波振幅发生变化；从地质雷达图像的波形、频率、振幅、相位及电磁波能量吸收情况等特征的变化规律出发，建立典型地质现象与雷达特征图像的对应关系，即可根据图形的变化对地下的地质状况作出解释；通过地质雷达探测仪对井下巷道全断面进行扫描探测，包括顶板、底板与两侧巷道帮，最终实现巷道围岩全断面的长距离、大范围、无缝探测。
[0018]综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、加工制作简单且使用操作简便、使用效果好，能对巷道围岩的裂隙发育程度、松动范围和围岩整体稳定状况进行监测，并能解决现有单一监测手段存在的精度较低、难以对巷道围岩稳定性进行准确测试的问题。
[0019]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的结构示意图。
[0021]图2为图1的俯视图。
[0022]图3为本实用新型的使用状态参考图。
[0023]图4为本实用新型的电路原理框图。
[0024]附图标记说明:
[0025]I一煤矿井下巷道； 2—钻孔；3—钻孔窥视仪；
[0026]4一松动圈测试仪； 4-1 一支座；5—地质雷达探测仪；
[0027]6一控制主机； 7—平移小车；8—液压缸；
[0028]8-1 —支撑杆； 8-2—联轴器；9-1 一水平安装座；
[0029]9-2—竖向安装座； 10—底座；11 一控制箱；
[0030]12—水平滑槽； 13—紧固螺栓；14一空洞；
[0031]15—竖向支架； 16—螺栓安装孔；17—连接螺栓。
【具体实施方式】
[0032]如图1、图2、图3及图4所示，本实用新型包括沿煤矿井下巷道I的纵向延伸方向前后移动的平移小车7、对煤矿井下巷道I顶板或巷道帮上钻取的钻孔2内壁的围岩裂隙发育程度进行测试的钻孔窥视仪3、对钻孔2周侧围岩进行松动圈测试的松动圈测试仪4、对煤矿井下巷道I顶板或巷道帮上的围岩稳定状况进行测试的地质雷达探测仪5和带动钻孔窥视仪3与松动圈测试仪4沿钻孔2的长度方向前后移动的伸缩臂，所述钻孔窥视仪3、松动圈测试仪4和地 质雷达探测仪5均与控制主机6相接。所述平移小车7包括水平车架和安装在所述水平车架底部的多个行走轮。所述伸缩臂包括液压缸8和与液压缸8呈同轴布设的支撑杆8-1，所述液压缸8的缸体底部安装有底座10，所述水平车架的左侧和/或右侧设置有供底座10安装的竖向安装座9-2，所述水平车架的前侧上部设置有供底座10安装的水平安装座9-1。所述支撑杆8-1同轴安装在液压缸8的活塞杆顶端且二者之间通过联轴器8-2进行连接。所述钻孔窥视仪3与松动圈测试仪4均安装在支撑杆8-1上。所述地质雷达探测仪5和控制主机6均安装在所述水平车架上。
[0033]本实施例中，所述水平车架的右侧设置有竖向安装座9-2。
[0034]实际使用时，也可以同时在所述水平车架的左侧设置竖向安装座9-2。
[0035]本实施例中，所述钻孔窥视仪3安装在支撑杆8-1顶端，所述松动圈测试仪4底部设置有支座4-1，所述支座4-1与支撑杆8-1之间通过紧固螺栓13进行连接，所述伸缩杆8-1上开有多个供紧固螺栓13安装的螺栓安装孔16。
[0036]本实施例中，所述地质雷达探测仪5安装在所述水平车架的后侧上方。
[0037]并且，所述水平车架上设置有供地质雷达探测仪5安装的竖向支架15，所述地质雷达探测仪5固定安装在竖向支架15上。
[0038]本实施例中，所述水平车架上装有供竖向支架15前后移动的水平滑槽12。
[0039]本实施例中，所述控制主机6安装在控制箱11内，所述控制箱11固定安装在所述水平车架的后侧上方且其位于地质雷达探测仪5后方。
[0040]本实施例中，所述钻孔窥视仪3为能在钻孔2内部进行360°旋转的光学钻孔窥视仪。
[0041]实际加工时，所述底座10为槽钢，所述竖向安装座9-2和水平安装座9-1均为方钢，所述底座10扣装在竖向安装座9-2或水平安装座9-1上，且底座10与竖向安装座9-2和水平安装座9-1之间均通过连接螺栓17进行连接；所述底座10、竖向安装座9-2和水平安装座9-1上均开有供连接螺栓17安装的圆形安装孔。
[0042]本实施例中，所述水平车架为型钢架体，所述竖向支架15为型钢支架。
[0043]本实施例中，所述钻孔窥视仪3、松动圈测试仪4和地质雷达探测仪5与控制主机6之间均通过电缆进行连接。实际使用时，所述钻孔窥视仪3、松动圈测试仪4和地质雷达探测仪5与控制主机6之间也可以采用无线通信方式。
[0044]实际使用过程中，如图3所示，采用本实用新型对煤矿井下巷道I的右侧巷道帮的围岩稳定性进行测试时，先在右侧巷道帮上由后向前开设多个钻孔2，并将伸缩臂8安装在水平车架右侧的竖向安装座9-2上；之后，推动平移小车7沿煤矿井下巷道I由后向前移动，当平移小车7移动至一个钻孔2的布设位置时，通过伸缩臂8带动钻孔窥视仪3与松动圈测试仪4沿钻孔2的长度方向前后移动，具体是先将钻孔窥视仪3和松动圈测试仪4从钻孔2的孔口移动至孔底，再将钻孔窥视仪3和松动圈测试仪4从钻孔2的孔底移动至孔口。所述钻孔窥视仪3和松动圈测试仪4移动过程中，通过钻孔窥视仪3获取钻孔2内壁的图像信息，并将获取的图像信息上传至控制主机6进行同步显示和记录，根据控制主机6显示的图像信息对钻孔2内壁的围岩裂隙发育程度进行判断；与此同时，通过松动圈测试仪4对钻孔2进行松动圈测试，并将松动圈测试结果上传至控制主机6进行同步显示和记录，根据控制主机6显示的松动圈测试结果对钻孔2周侧围岩的围岩松动界面及其松动的程度进行判断，完成钻孔2的单孔测试过程，并对该钻孔2的单孔测试结果进行记录。并且，所述平移小车7在煤矿井下巷道I内由后向前移动过程中，通过地质雷达探测仪5由后向前对煤矿井下巷道I的右侧巷道帮进行扫描，并将扫描结果上传至控制主机6进行同步显示和记录，根据控制主机6显示的扫描结果，对右侧巷道帮的围岩稳定状况进行判断，并对右侧巷道帮上是否存在空洞14以及所存在空洞14的位置和结构进行确定。同理，采用本实用新型对煤矿井下巷道I的左侧巷道帮的围岩稳定性进行测试，此时伸缩臂8安装在水平车架左侧的竖向安装座9-2上。
[0045]采用本实用新型对煤矿井下巷道I顶板的围岩稳定性进行测试时，所采用的测试方法与对右侧巷道帮的测试方法相同，区别仅在于伸缩臂8安装在水平安装座9-1上。
[0046]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征在于:包括沿煤矿井下巷道(I)的纵向延伸方向前后移动的平移小车(7)、对煤矿井下巷道(I)顶板或巷道帮上钻取的钻孔(2)内壁的围岩裂隙发育程度进行测试的钻孔窥视仪(3)、对钻孔(2)周侧围岩进行松动圈测试的松动圈测试仪(4)、对煤矿井下巷道(I)顶板或巷道帮上的围岩稳定状况进行测试的地质雷达探测仪(5)和带动钻孔窥视仪(3)与松动圈测试仪⑷沿钻孔(2)的长度方向前后移动的伸缩臂，所述钻孔窥视仪(3)、松动圈测试仪(4)和地质雷达探测仪(5)均与控制主机(6)相接；所述平移小车(7)包括水平车架和安装在所述水平车架底部的多个行走轮；所述伸缩臂包括液压缸(8)和与液压缸(8)呈同轴布设的支撑杆(8-1)，所述液压缸(8)的缸体底部安装有底座(10)，所述水平车架的左侧和/或右侧设置有供底座(10)安装的竖向安装座(9-2)，所述水平车架的前侧上部设置有供底座(10)安装的水平安装座(9-1);所述支撑杆(8-1)同轴安装在液压缸⑶的活塞杆顶端且二者之间通过联轴器(8-2)进行连接；所述钻孔窥视仪(3)与松动圈测试仪(4)均安装在支撑杆(8-1)上；所述地质雷达探测仪(5)和控制主机(6)均安装在所述水平车架上。
2.按照权利要求1所述的巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征在于:所述钻孔窥视仪(3)安装在支撑杆(8-1)顶端，所述松动圈测试仪(4)底部设置有支座(4-1)，所述支座(4-1)与支撑杆(8-1)之间通过紧固螺栓(13)进行连接，所述伸缩杆(8-1)上开有多个供紧固螺栓(13)安装的螺栓安装孔(16)。
3.按照权利要求1或2所述的巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征在于:所述地质雷达探测仪(5)安装在所述水平车架的后侧上方。
4.按照权利要求3所述的巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征在于:所述水平车架上设置有供地质雷达探测仪(5)安装的竖向支架(15)，所述地质雷达探测仪(5)固定安装在竖向支架(15)上。
5.按照权利要求4所述的巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征在于:所述水平车架上装有供竖向支架(15)前后移动的水平滑槽(12)。
6.按照权利要求1或2所述的巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征在于:所述控制主机(6)安装在控制箱(11)内，所述控制箱(11)固定安装在所述水平车架的后侧上方且其位于地质雷达探测仪(5)后方。
7.按照权利要求1或2所述的巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征在于:所述钻孔窥视仪(3)为能在钻孔(2)内部进行360°旋转的光学钻孔窥视仪。
8.按照权利要求1或2所述的巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，其特征在于:所述底座(10)为槽钢，所述竖向安装座(9-2)和水平安装座(9-1)均为方钢，所述底座(10)扣装在竖向安装座(9-2)或水平安装座(9-1)上，且底座(10)与竖向安装座(9-2)和水平安装座(9-1)之间均通过连接螺栓(17)进行连接；所述底座(10)、竖向安装座(9-2)和水平安装座(9-1)上均开有供连接螺栓(17)安装的圆形安装孔。
【专利摘要】本实用新型公开了一种巷道围岩稳定性监测用多参数测试车，包括平移小车、钻孔窥视仪、松动圈测试仪、对地质雷达探测仪和带动钻孔窥视仪与松动圈测试仪沿钻孔前后移动的伸缩臂，钻孔窥视仪、松动圈测试仪和地质雷达探测仪均与控制主机相接；平移小车包括水平车架和行走轮，伸缩臂包括液压缸和与液压缸呈同轴布设的支撑杆，液压缸缸体底部安装有底座，水平车架上设置有供底座安装的竖向安装座和水平安装座；钻孔窥视仪与松动圈测试仪均安装在支撑杆上；地质雷达探测仪和控制主机均安装在水平车架上。本实用新型结构简单、设计合理、加工制作简单且使用操作简便、使用效果好，能对巷道围岩的裂隙发育程度、松动范围和围岩整体稳定状况进行监测。
【IPC分类】G01D21-02
【公开号】CN204612766
【申请号】CN201520367168
【发明人】崔峰, 来兴平, 曹建涛, 单鹏飞
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月31日