一種鉆孔應(yīng)力計安裝桿及其安裝方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種鉆孔應(yīng)力計安裝桿及其安裝方法，安裝桿包括桿體和調(diào)整機構(gòu)，所述桿體包括若干節(jié)桿體單元，其中：首節(jié)所述桿體單元通過所述調(diào)整機構(gòu)與鉆孔應(yīng)力計匹配連接；相鄰的所述桿體單元通過固定機構(gòu)依次接合；所述調(diào)整機構(gòu)的操作端伸出最末節(jié)所述桿體單元的端部；還包括附有長度刻度的標定線以及與所述標定線匹配安裝的角度測量機構(gòu)，所述標定線與所述桿體的中軸線平行，且安裝桿與鉆孔應(yīng)力計連接后，所述標定線的延長線通過所述鉆孔應(yīng)力計的測壓塊。此外，多節(jié)規(guī)格一致的桿體單元的可靠對接保證了傳遞扭矩的工作可靠性，以及在推送過程中不會因反復(fù)的推拉而與鉆孔應(yīng)力計脫離，可提供精確度較高的鉆孔應(yīng)力計抵達深度和安裝角度。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及煤礦的應(yīng)力監(jiān)測研究領(lǐng)域，具體涉及。
技術(shù)介紹
在煤礦領(lǐng)域的科研和安全監(jiān)測工作中，煤巖體中應(yīng)力的分布及變化情況能為采場礦壓預(yù)測預(yù)報、巷道布置、工作面支護設(shè)計、無煤柱開采等工作提供準確的決策依據(jù)。鉆孔應(yīng)力計作為一種可獲取煤巖體中應(yīng)力的分布及變化情況的裝置，應(yīng)用非常普遍。在科研或安全監(jiān)測工作中，有價值的應(yīng)力數(shù)據(jù)為指定方向和位置的應(yīng)力數(shù)據(jù)。原巖應(yīng)力、采動應(yīng)力等具有方向性(如支承壓力為切向應(yīng)力)；巷道布置、煤柱留設(shè)寬度設(shè)計以及巷道松動圈范圍測定等工作中還需要獲取指定位置的應(yīng)力數(shù)據(jù)。因此在獲取應(yīng)力數(shù)據(jù)的過程中需要嚴格控制鉆孔應(yīng)力計的測壓方向和位置。由于鉆孔應(yīng)力計主要應(yīng)用于煤礦井下，因此其應(yīng)用普遍存在安裝環(huán)境惡劣、空間狹小不便的缺點，由于煤巖體強度低，為安置鉆孔應(yīng)力計所施工的鉆孔長度大，鉆孔易變形且出現(xiàn)塌孔等現(xiàn)象較為普遍。在鉆孔質(zhì)量不能保證以及鉆孔長度大(10m以上)的情況下，為使鉆孔應(yīng)力計抵達指定位置，在實際安裝過程中需要反復(fù)轉(zhuǎn)動、推拉安裝桿，現(xiàn)有的安裝桿在安裝過程中一旦與鉆孔應(yīng)力計發(fā)生脫離，重新捕捉困難，且安裝角度也隨之發(fā)生變化。這樣一來，很難保證最終鉆孔應(yīng)力計測壓方向和位置的準確，導(dǎo)致實際測量中所獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)常出現(xiàn)錯誤甚至失效，對科研和安全監(jiān)測工作非常不利。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)提供，旨在準確控制鉆孔應(yīng)力計的抵達深度和安裝角度。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案具體為:—種鉆孔應(yīng)力計安裝桿，包括桿體和調(diào)整機構(gòu)，所述桿體包括若干節(jié)桿體單元，其中:首節(jié)所述桿體單元通過所述調(diào)整機構(gòu)與鉆孔應(yīng)力計匹配連接；相鄰的所述桿體單元通過固定機構(gòu)依次接合；所述調(diào)整機構(gòu)的操作端伸出最末節(jié)所述桿體單元的端部；還包括附有長度刻度的標定線以及與所述標定線匹配安裝的角度測量機構(gòu)，所述標定線與所述桿體的中軸線平行，且安裝桿與鉆孔應(yīng)力計連接后，所述標定線的延長線通過所述鉆孔應(yīng)力計的測壓塊。在上述鉆孔應(yīng)力計安裝桿中，所述角度測量機構(gòu)為設(shè)于最末節(jié)所述桿體單元的方向羅盤，所述方向羅盤包括軸承和重力錘；其中:所述重力錘與所述軸承的軸承外圈相連接；所述軸承的軸承內(nèi)圈通過匹配結(jié)構(gòu)與所述標定線相連接，所述匹配組件的兩個部分別加工于所述軸承內(nèi)圈和所述標定線，所述軸承外圈設(shè)沿圓周分布有角度刻度。在上述鉆孔應(yīng)力計安裝桿中，所述調(diào)整機構(gòu)包括卡扣機構(gòu)和脫離機構(gòu)；其中:所述卡扣機構(gòu)與鉆孔應(yīng)力計匹配安裝，用于在鎖閉狀態(tài)下保證安裝桿與鉆孔應(yīng)力計的可靠結(jié)合；所述脫離機構(gòu)包括操作繩和繃緊裝置，所述操作繩與所述繃緊裝置相連接，所述操作繩伸出最末節(jié)所述桿體單元的端部，所述繃緊裝置與所述卡扣機構(gòu)相連接。在上述鉆孔應(yīng)力計安裝桿中，所述卡扣機構(gòu)具體為:首節(jié)所述桿體單元的安裝頭的兩端分別設(shè)有組件一，所述組件一包括彈簧二以及被所述彈簧二頂起的柱狀銷，所述柱狀銷沿軸向匹配插入鉆孔應(yīng)力計尾部承接頭的銷孔。在上述鉆孔應(yīng)力計安裝桿中，所述脫離機構(gòu)具體為:首節(jié)所述桿體單元的安裝頭內(nèi)沿軸向設(shè)有孔腔，所述孔腔內(nèi)設(shè)有組件二，所述組件二包括固定于所述孔腔第一端的彈簧一以及被所述彈簧一托起的柱狀滑塊；安裝頭兩端的圓柱銷的內(nèi)端分別連接有繩體一和繩體二，所述繩體一和所述繩體二分別經(jīng)轉(zhuǎn)輪變向后連接至所述柱狀滑塊的第一端，所述柱狀滑塊的第二端連接有操作繩，所述操作繩經(jīng)若干節(jié)中空結(jié)構(gòu)的所述桿體單元延伸至最末節(jié)桿體單元之外。在上述鉆孔應(yīng)力計安裝桿中，所述固定機構(gòu)包括軸向固定結(jié)構(gòu)和端面固定結(jié)構(gòu)；其中:所述軸向固定結(jié)構(gòu)為套筒螺母，相鄰桿體單元的接合處附近的表面設(shè)有與所述套筒螺母相嚙合的螺紋；所述端面固定結(jié)構(gòu)為一組接合的對接切口，所述對接切口分別設(shè)于相鄰桿體單元的接合面。在上述鉆孔應(yīng)力計安裝桿中，最末節(jié)所述桿體單元上設(shè)有通孔，所述通孔用于和作為外接件的轉(zhuǎn)桿匹配連接，通過推拉或者旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)桿來調(diào)整鉆孔應(yīng)力計的抵達深度或者安裝角度。—種鉆孔應(yīng)力計安裝桿的安裝方法，包括以下步驟:閉鎖步驟:將首節(jié)桿體單元頂端的安裝頭匹配插入鉆孔應(yīng)力計尾部承接頭的凹槽，調(diào)整機構(gòu)中的圓柱銷即被彈簧二頂入銷孔，將首節(jié)桿體單元與鉆孔應(yīng)力計推入鉆孔，進入閉鎖狀態(tài)；桿體單元的對接步驟:對于每組相鄰的桿體單元，通過端面的切口對接以及將套筒螺母軸向擰緊的固定方式，依次將若干節(jié)桿體單元組裝成具有一定長度的桿體，每對接一節(jié)，推送入鉆孔一節(jié)，同時在對接的過程中，保持各桿體單元上的標定線呈一條直線；脫離步驟:鉆孔應(yīng)力計就位后，拉動伸出最末節(jié)桿體單元外的操作繩，使安裝桿的圓柱銷退出鉆孔應(yīng)力計的銷孔，即完成安裝桿與鉆孔應(yīng)力計的脫離。在上述鉆孔應(yīng)力計安裝桿的安裝方法中，還包括位置監(jiān)控步驟，所述位置監(jiān)控步驟包括鉆孔應(yīng)力計的抵達深度監(jiān)控步驟和安裝角度監(jiān)控步驟；其中:所述鉆孔應(yīng)力計的抵達深度監(jiān)控步驟為:從桿體的標定線上讀出最末節(jié)桿體單元的伸入長度，結(jié)合已使用桿體單元的數(shù)目，得出鉆孔應(yīng)力計所抵達的深度；通過推拉轉(zhuǎn)桿，調(diào)整鉆孔應(yīng)力計的抵達深度；所述鉆孔應(yīng)力計的安裝角度監(jiān)控步驟為:在最末節(jié)桿體單元上安裝方向羅盤，將重力錘固定在深溝球軸承的軸承外圈，深溝球軸承的軸承內(nèi)圈安裝于標定線；將方向羅盤推至鉆孔孔口，讀出方向羅盤上顯示的當(dāng)前安裝角度；通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)桿，調(diào)整孔應(yīng)力計的安裝角度至設(shè)計角度。在上述鉆孔應(yīng)力計安裝桿的安裝方法中，在脫離步驟之后，還包括拆卸步驟，所述拆卸步驟具體為:每抽出一節(jié)桿體單元，旋松固定機構(gòu)中用于軸向擰緊固定的套筒螺母，咬合對接的切口即脫開，該節(jié)桿體單元的拆卸完成；依次拆卸從最末節(jié)至首節(jié)桿體單元，直至安裝桿全部拆卸。本專利技術(shù)產(chǎn)生的有益效果是:本專利技術(shù)的鉆孔應(yīng)力計安裝桿可以在推送鉆孔應(yīng)力計至指定位置的過程中，一方面保證在閉鎖狀態(tài)下安裝桿與鉆孔應(yīng)力計的緊密連接，安裝可靠；安裝就位之后，通過拉動伸出最末節(jié)桿體單元外的操作繩即可輕松實現(xiàn)鉆孔應(yīng)力計和安裝桿的脫離，可操作性強；通過標定線觀察其抵達的深度，通過方向羅盤掌握鉆孔應(yīng)力計的安裝角度，安裝精度高；且安裝桿的結(jié)構(gòu)簡單，組裝和拆解方便，適用范圍廣；為了適應(yīng)本專利技術(shù)的技術(shù)方案，只需在現(xiàn)有的鉆孔應(yīng)力計尾部加裝與本專利技術(shù)的安裝桿的安裝機構(gòu)相匹配的承接頭即可，改造成本低，易于推廣。【附圖說明】當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本專利技術(shù)。此處所說明的附圖用來提供對本專利技術(shù)的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本專利技術(shù)，并不構(gòu)成對本專利技術(shù)的不當(dāng)限定。圖1為本專利技術(shù)一種鉆孔應(yīng)力計安裝桿與鉆孔應(yīng)力計的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；圖2-1為本專利技術(shù)一種鉆孔應(yīng)力計安裝桿的安裝于首節(jié)桿體單元的調(diào)整機構(gòu)的主視剖視示意圖；圖2-2為本專利技術(shù)一種鉆孔應(yīng)力計安裝桿的安裝于首節(jié)桿體單元的調(diào)整機構(gòu)的左視剖視示意圖；圖3-1為與本專利技術(shù)一種鉆孔應(yīng)力計安裝桿相匹配的鉆孔應(yīng)力計尾部承接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-2為圖3-1的A-A剖視圖；圖4-1為本專利技術(shù)一種鉆孔應(yīng)力計安裝桿的桿體單元對接部分的固定機構(gòu)的主視示意圖；圖4-2為本專利技術(shù)一種鉆孔應(yīng)力計安裝桿的桿體單元對接部分的固定機構(gòu)的剖視示意圖；圖5-1為本專利技術(shù)一種鉆孔應(yīng)力計安裝桿的方向羅盤的主視示意圖；圖5-2為本專利技術(shù)一種鉆孔應(yīng)力計安裝桿的方向羅盤的左視剖視示意圖；圖6為轉(zhuǎn)桿與本專利技術(shù)一種鉆孔應(yīng)力計安裝桿的最末節(jié)桿體單元上的通孔的匹配安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、套筒螺母 2、桿體單元 3、標定線 4、安裝頭 5、承接頭 6、鉆孔應(yīng)力計 7、測本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種鉆孔應(yīng)力計安裝桿，其特征在于，包括桿體和調(diào)整機構(gòu)，所述桿體包括若干節(jié)桿體單元，其中：首節(jié)所述桿體單元通過所述調(diào)整機構(gòu)與鉆孔應(yīng)力計匹配連接；相鄰的所述桿體單元通過固定機構(gòu)依次接合；所述調(diào)整機構(gòu)的操作端伸出最末節(jié)所述桿體單元的端部；還包括附有長度刻度的標定線以及與所述標定線匹配安裝的角度測量機構(gòu)，所述標定線與所述桿體的中軸線平行，且安裝桿與鉆孔應(yīng)力計連接后，所述標定線的延長線通過所述鉆孔應(yīng)力計的測壓塊。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳仁倫，王亞飛，趙洪寶，蘇曉森，錢永鑫，
申請(專利權(quán))人：中國礦業(yè)大學(xué)北京，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11