[发明专利]巷道空间形变测量装置及基于该装置的测量方法

权利要求书

1.基于巷道空间形变测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.在待测巷道空间内打孔，确定两个基点，并在两个基点处分别安装第一基点固定件与第二基点固定件；

B.将带孔钢尺通过第一挂钩与第一基点固定件相连，将调节螺母的另一端的第二挂钩与第二基点固定件相连，在钢尺上选择一个圆孔插入尺孔销，用尺卡将带孔钢尺与联尺架连接在一起，并使得整个巷道空间形变测量装置保持平衡，而后依次连接好调节螺母、数据处理与显示装置及三维罗盘，架设好整个巷道空间形变测量装置；

C.开启数据处理与显示装置，旋转调节螺母使得标示线位于特定位置；

D.监测记录数显位移、方位角及倾角的值，若数显位移的值超过度量程的长度，则进入步骤E，若未超过，则直接进入步骤F，所述度量程的长度带孔钢尺上相邻圆孔的间距；

E.打开尺卡，取下尺孔销，收拢带孔钢尺，选择当前圆孔临近的圆孔，插入尺孔销，用尺卡将带孔钢尺与联尺架连接在一起，并使得整个巷道空间形变测量装置保持平衡，而后依次连接好调节螺母、数据处理与显示装置及三维罗盘，架设好整个巷道空间形变测量装置，进入步骤D；

F.记录两个基点的初始值，所述初始值包括初始钢尺读数L₀、初始数显位移的值D₀、初始方位角的值α₀及初始倾角的值并测量巷道走向方向的方位角α，其测量过程为：通过将两个挂钩分别连接两个基点固定件，即靠两基点处的巷道侧壁面放置，分别读取靠左侧壁面与右侧壁面时方位角读数，将左右两侧读数之和的平均值作为巷道走向方向的方位角α；

G.巷道空间发生形变或间隔一定时间后，旋转调节螺母使得标示线位于步骤C中特定位置，重复记录两个基点的实际值，实际值包括第n次钢尺读数L_n、第n次数显读数D_n、第n次方位角读数α_n及第n次倾角读数n为测量次数，n＝1、2、3······，利用以下公式计算变形值，其中，S_x代表x方向位移值；S_y代表y方向位移值；S_z代表z方向位移值，D代表整体位移值，

$D=\sqrt{{S_x}^2+{S_y}^2+{S_z}^2};$

H.完成测试，拆卸巷道空间形变测量装置；

所述巷道空间形变测量装置，包括基点固定件、带孔钢尺(8)及主机，带孔钢尺(8)与主机为可分离式结构，所述主机包括挂钩、调节螺母(3)、数据处理与显示装置(20)、三维罗盘(6)、尺卡(7)、尺孔销(9)及联尺架(10)，所述基点固定件用于巷道岩体内的基点定位，基点固定件上设有用于与挂钩相连的连接件，基点固定件包括第一基点固定件(11)与第二基点固定件(12)，挂钩包括第一挂钩及第二挂钩(2)，所述带孔钢尺(8)一端设有第一挂钩，通过第一挂钩将带孔钢尺(8)与第一基点固定件(11)的连接件相连接，所述带孔钢尺(8)上均匀设有若干个圆孔，通过将尺孔销(9)插入圆孔中，用尺卡(7)将带孔钢尺(8)与联尺架(10)的一端相固定，联尺架(10)的另一端连接有三维罗盘(6)，三维罗盘(6)与数据处理及显示装置(20)的一端相连，所述数据处理与显示装置(20)包括控制单元及显示单元，显示单元包括位于数据处理与显示装置(20)表面的显示系统张力程度的张力窗口(5)及显示测量参数值的参数窗口(4)，所述张力窗口中显示有定位线，定位线为若干根，张力窗口(5)内还设有标示尺，标示尺上设有标示线，标示尺与调节螺母相连，旋转调节螺母时，标示尺上的标示线能够在定位线之间进行相应的移动，所述测量参数值至少包括数显位移、方位角及倾角的值，数据处理及显示装置(20)的另一端与调节螺母(3)的一端相连，调节螺母(3)的另一端设有第二挂钩(2)，所述第二挂钩(2)与第二基点固定件(12)的连接件相连。