[发明专利]新型矿山深孔监测传感器组合布设装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩土与矿山工程新型传感器组合布设装置技术领域，尤其是一种深孔传感器串接组合固定安装工艺。

背景技术

在岩土、隧道、水利、矿山开采过程中，复杂水文地质条件下地下工程建设及生产期间，经常会遭遇突涌水、塌方等地质灾害，尤其突涌水对安全生产威胁最为严重，给国家和人民带来的人身伤亡和经济损失极为惨重。我国许多煤田水文地质条件十分复杂，煤层开采过程中受到多种水体的威胁，尤其是近几年来随着矿井开采水平的不断延伸，开采深度与开采强度不断加大，深部开采受承压水威胁日益严重，突水类型变得更加复杂，水害问题更加突出。

采动影响条件下工作面突水的过程是一个复杂、非平衡、非线性的演化过程，因此，开展采动影响条件下深孔围岩稳定性监测、裂隙发育监测综合监测手段，直观了解地下水运移路径将有助于深化对矿井突水现象、机理的认识，为突水机理研究及防治水工作具有积极的借鉴意义。然而现有监测技术及手段主要针对巷道浅部围岩进行监测，主要存在如下缺点：(1)无法满足深孔大范围裂隙展布规律监测，无法直观了解采动影响条件下地下水水温、水压、运移路径变化规律；(2)浅部传感器埋设方法较简单，传感器可分别埋设在设计位置，不存在施工困难，对深孔传感器埋设没有借鉴作用；(3)顶板孔传感器安装过程中传感器易滑落且封孔困难，封孔时存在封闭传感器危险，以致达不到监测目的。

针对上述浅部围岩监测传感器布设存在问题，根据每个测点不同传感器尺寸特点进行设计连接成套，拟发明一种新型矿山深孔监测传感器组合布设装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决深孔传感器安装难题，发明一种适用于传感器深孔安装、能够实现一次成套安装传感器且实现传感器固定至设计位置的新型矿山深孔监测传感器组合布设装置，适用于钻孔孔径75mm深孔传感器埋设工程，可根据不同钻孔孔径调节封孔器型号及托盘、橡胶花管尺寸。

本发明采用的技术方案如下：

新型矿山深孔监测传感器组合布设装置，包括一个托盘，所述的托盘下部连接镀锌套管，托盘的上部连接一个用于固定传感器和封闭钻孔的封孔器，在所述的封孔器的上部从下向上依次设置多个传感器，其各个传感器之间通过连接件上下串联。

所述的镀锌套管包括多节，每节镀锌套管两端有螺纹，套管间通过螺母串联，镀锌套管起到保护传感器光缆及放入监测传感器目的。

所述的托盘，为直径60mm，厚度为10mm，其中心开挖直径20mm的圆孔，同时在托盘外圈与圆孔之间的部分开挖宽度为6mm的长条，用于光缆穿过，

所述的托盘底部和镀锌套管焊接一起。

所述的封口器上从下向上依次安装渗压传感器、应力传感器和位移传感器；

渗压传感器，监测采动过程中深孔不同区段水压变化；

应力传感器，监测采动过程中深孔不同区段钻孔应力变化；

位移传感器，监测采动过程中深孔不同区段相对位移量。

所述的渗压传感器与应力传感器之间通过第一钢管连接，渗压传感器与应力传感器分别监测采动过程中深孔不同区段矿压变化。

所述的应力传感器与位移传感器之间通过第二钢管连接。

所述的渗压传感器、应力传感器、第一钢管以及第二钢管的外部套装有橡胶花管，且传感器钢管与橡胶花管之间形成的间隙采用砂子充实，起到固定传感器作用，同时增加连接装置的抗折强度，增加埋设传感器的可靠性。

所述的第一钢管、第二钢管包括套装在一起的外部钢管和内部钢管，且在内部钢管壁上开设有供传感器连接线穿过的开口。

所述的内部钢管的外圈和外部钢管的内圈焊接在一起。

所述的镀锌套管的外径20mm，内径16mm，通过镀锌套管下端有螺纹连接下一节镀锌套管。

所述的托盘上部连接外径60mm，长500mm的ZF-A45封孔器，起到固定传感器、封闭钻孔目的。

封孔器上部连接传感器，传感器之间采用加工好的钢管串联，传感器外侧包住橡胶花管，橡胶花管不影响传感器监测水压、地应力变化，同时在安装过程中起到保护传感器的目的。

本发明的有益效果如下：

1、托盘下部连接镀锌套管保护光缆，工作面回采过程中对深孔内光缆具有较好的保护作用，确保传感器监测数据安全输送，同时沿钻孔通过调节镀锌套管的长度将传感器布设在设计位置；

2、托盘上部连接型号为ZF-A45封孔器，当传感器布设至设计位置，通过封孔器胶囊膨胀，起到固定传感器及分段封闭钻孔目的，避免后续注浆封钻工作封闭传感器，影响传感器监测工作；