[发明专利]一种新型斜井冻结壁变形监测装置

说明书

本发明公开一种新型斜井冻结壁变形监测装置。利用传感器支架将激光位移传感器安装在冻结壁帮部附近的底板上，通过接收镜面容纳器中反射镜面反射后的激光信号，测量冻结壁的变形。本发明主要应用于斜井冻结法凿井施工过程中冻结壁变形监测领域。

技术领域：

本发明是一种新型斜井冻结壁变形监测装置，适用于斜井冻结法凿井施工过程中冻结壁变形监测领域。

背景技术：

冻结法凿井施工作为矿山建设的一种重要施工方法，使得井筒可以通过表土的含水层，而冻结壁的稳定性成为井筒安全施工的关键因素。为防止冻结壁在地层水土压力的作用下发生破坏，避免出现井筒溃水、溃砂事故，保证施工人员和设备的安全，在井筒掘砌过程中，通常会对新揭露的冻结壁进行位移变形监测，以做好冻结壁空帮段突然产生大变形的预警工作。目前，常用的冻结壁径向变形实测方法包括挂锤球法、千分表法、应变计法和数显式收敛计法，但这些方法存在结构复杂、安装不便、不能随井筒掘进工作面快速前移的缺点。现有一种冻结壁位移测试方法采用激光测距装置和反光装置能够连续测定冻结壁位移，但该装置用在斜井冻结壁位移监测时，易受井筒掘进工作面人员和设备通行的干扰和阻断。

发明内容：

为克服冻结壁变形监测装置在监测过程中，易受掘进设备和行人干扰，本发明利用激光位移传感器、传感器支架、反射镜面和镜面容纳器组合形成一种新型斜井冻结壁变形监测装置。通过传感器支架下方的3个尖头立脚，将监测装置固定在冻结壁空帮段两帮附近，在传感器支架顶部安装激光位移传感器，用于测量暴露冻结壁直墙帮部的位移变形。同时，为增强激光反射信号，保证传感器能够接收到较强的反射激光信号，在冻结壁帮部安装镜面容纳器和反射镜面。

本发明解决现有冻结壁变形监测装置技术问题所采用的技术方案是，传感器支架是激光位移传感器的载体，为一个圆柱杆，下部设置3个尖头立脚，相邻两个立脚成120°夹角，用于楔入冻结壁的冻土内，上部为长方形平台，平台上设置3个定位安装孔，用于定位安装激光位移传感器。使用时，将传感器支架固定在冻结壁直墙帮附近的底板上，并在支架平台上安装激光位移传感器，监测冻结壁的变形，由于激光位移传感器与冻结壁帮部距离较近，激光不受施工人员穿行和掘进设备的影响。在实际监测过程中，斜井冻结壁可能会出现底板鼓出的现象，如果反射镜面较小，激光位移传感器与反射镜面上下错开后，会导致传感器接收到的反射信号减弱，影响监测结果，因此，反射镜面和镜面容纳器为长条形。镜面容纳器正面为长方形凹槽，用于安装反射镜面，背面设置4个针脚，用于楔入冻结壁直墙帮部需要监测变形的部位。浇筑井壁时，即冻结壁变形监测结束时，直接将传感器支架和镜面容纳器拔出，待掘进机掘进井筒，新的冻结壁暴露后，将镜面容纳器安设在冻结壁两帮新的需监测部位，并将传感器支架安设在附近的底板上。

本发明的有益效果是，新型斜井冻结壁变形监测装置能够确保，监测冻结壁变形时，激光位移传感器通过传感器支架安设在距被测部位较近的地方，能够避免人员和掘进设备遮挡激光信号，提高监测结果的可靠性。

附图说明：

图1是本发明的整体效果图；

图2是本发明的整体装配图，图2中标号名称：1、激光位移传感器，2、传感器支架，3、反射镜面，4、镜面容纳器；

图3是本发明的激光位移传感器零件图，图3-1为主视图，图3-2为俯视图；

图4是本发明的传感器支架零件图，图4-1为主视图，图4-2为俯视图；

图5是本发明的镜面容纳器零件图，图5-1为主视图，图5-2为左视图；

图6是本发明的工作场景图。

具体实施方式：