本申请涉及一种钻孔变形监测装置及方法，其中，钻孔变形监测装置包括：支撑件，支撑件具有导绳通道和通孔，通孔与导绳通道连通；弹性体，设于支撑体上；弹性体置于待监测钻孔内后，与待监测钻孔的孔壁挤压接触，且能够在待监测钻孔变形时，沿待监测钻孔的径向收缩；刚性绳，刚性绳设于导绳通道内，刚性绳的第一端穿过通孔与弹性体连接，刚性绳的第二端延伸至待监测钻孔的孔口外；拉力表，拉力表的连接端与刚性绳的第二端连接；当待监测钻孔的孔壁发生变形时，弹性体径向收缩，收缩的弹性体向待监测钻孔的孔底方向拉动刚性绳，刚性绳引起拉力表的示数变化反应待监测钻孔的变形程度。本发明专利技术的结构简单，操作方便，显著降低了成本。显著降低了成本。显著降低了成本。
【技术实现步骤摘要】
一种钻孔变形监测装置及方法
[0001]本申请属于采矿安全监测
，具体而言涉及一种钻孔变形监测装置及方法。
技术介绍
[0002]冲击地压是一种典型的矿山动力现象，能够将煤岩体中聚积的大量弹性变形能以急剧、猛烈的形式瞬间释放，造成煤岩体破坏并产生强烈震动，动力将破碎煤岩抛向井巷采掘空间，发出强烈声响，造成设备损坏、井巷破坏以及人员伤亡等。在冲击地压的防治中，通常采用大直径钻孔进行超前卸压，钻孔使用完成后，需要利用钻孔变形监测装置监测钻孔内部的变形情况，从而获得煤岩体的卸压效果。
[0003]然而，钻孔变形监测装置的核心部件之一是放置在钻孔内的监测部件，监测部件的价格高。由于钻孔变形时，钻孔的孔壁会对孔内的监测部件进行挤压，使得位于钻孔内的监测部件难以从钻孔中取出，每个监测部件只能使用一次，不能回收监测部件，再循环使用，导致成本高昂。
[0004]现有技术中，有一种钻孔内变形监测装置的传感器组件可以从钻孔中取出，具体的，传感器组件通过连接杆组件与弧形板连接，连接杆组件具有可分离的第一传导杆和第二传导杆，连接杆组件可分离的设计，能够在完成监测后，通过拉动操作杆使连接杆组件断开，实现传感器组件与弧形板的分离，弧形板在超前卸压钻孔壁挤压作用下留在超前卸压钻孔内，实现传感器组件的“金蝉脱壳”，而核心且贵重的传感器组件则由操作杆取出，从而实现传感器组件的回收再利用。但是，当遇到钻孔变形量大时，巨大的挤压力会造成连接杆组件发生严重变形，使第一传导杆和第二传导杆无法分离，进而导致传感器组件回收失败；或者，当钻孔内有岩石垮落时，会将钻孔内回收路径堵住，即便第一传导杆和第二传导杆顺利分离，传感器组件和操作杆会被垮落的岩石卡在钻孔内，导致传感器组件回收失败，造成资源浪费，增加了成本。
技术实现思路
[0005]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种钻孔变形监测装置及方法，用以解决利用现有钻孔变形监测装置监测钻孔变形的成本高问题。
[0006]本专利技术的目的是这样实现的：
[0007]一方面，提供一种钻孔变形监测装置，包括：
[0008]支撑件，所述支撑件具有导绳通道和通孔，所述通孔与所述导绳通道连通；
[0009]弹性体，设于所述支撑体上；所述弹性体置于待监测钻孔内后，与待监测钻孔的孔壁挤压接触，且能够在待监测钻孔变形时，沿所述待监测钻孔的径向收缩；
[0010]刚性绳，所述刚性绳设于所述导绳通道内，所述刚性绳的第一端穿过所述通孔与所述弹性体连接，所述刚性绳的第二端延伸至待监测钻孔的孔口外；
[0011]拉力表，所述拉力表的连接端与所述刚性绳的第二端连接；
[0012]当待监测钻孔的孔壁发生变形时，所述弹性体径向收缩，收缩的所述弹性体向所述待监测钻孔的孔底方向拉动所述刚性绳，所述刚性绳引起拉力表的示数变化反应待监测钻孔的变形程度。
[0013]进一步地，所述支撑件为空心圆柱体结构，所述导绳通道设于所述支撑件的中心，所述通孔设于所述支撑件的侧壁；
[0014]所述支撑件的侧壁上还设有两个安装口，两个安装口对称布置在所述通孔的两侧；
[0015]所述弹性体为螺旋弹性板，所述螺旋弹性板由一整块钢片内向外螺旋卷绕而成；
[0016]所述螺旋弹性板穿过两个所述安装口安装在所述支撑件上。
[0017]进一步地，所述刚性绳的第一端与所述螺旋弹性板的内圈固定连接，所述支撑件位于所述螺旋弹性板的外圈上；
[0018]当所述螺旋弹性板收缩变形时，所述刚性绳的一部分缠绕在所述螺旋弹性板的内圈上。
[0019]进一步地，所述通孔和两个所述安装口位于所述支撑件的半圆周面上。
[0020]进一步地，所述通孔的轴线与两个所述安装口的中心点与共面。
[0021]进一步地，所述通孔的轴向高度为5
‑
10mm，所述通孔具有朝向所述导绳通道的内孔口和朝向所述螺旋弹性板中心的外孔口，所述外孔口为喇叭口状。
[0022]进一步地，所述导绳通道内设有引导机构，所述引导机构用于引导所述导绳通道内靠近所述通孔内孔口的刚性绳与通孔的轴线呈0
‑
20
°
夹角。
[0023]进一步地，所述引导机构包括一滑轮和一支撑座，所述滑轮通过转轴设于支撑座上，所述滑轮供所述刚性绳绕过。
[0024]进一步地，所述引导机构包括两个滑轮和两个支撑座，所述滑轮通过转轴转动设于支撑座上，两个滑轮设置在所述通孔的两侧，且两个滑轮的外周面滚动接触；
[0025]所述滑轮的轮周面上设有引导槽，两个所述滑轮的引导槽形成供刚性绳穿过的限位通道，所述限位通道与所述通孔同轴设置。
[0026]进一步地，钻孔变形监测装置还包括中空的操作杆，所述操作杆的两端设有外螺纹，所述支撑件的两端设有内螺纹，所述操作杆与所述支撑件螺纹连接。
[0027]进一步地，所述刚性绳为铁丝，所述螺旋弹性板的内圈上设有固定孔，所述铁丝的第一端固定于所述固定孔。
[0028]另一方面，提供一种钻孔变形监测方法，使用上述的钻孔变形监测装置；所述方法包括：
[0029]步骤一：根据监测需要确定待监测钻孔内多个监测点的位置，基于相邻两个监测点之间的距离选择相应长度的多根操作杆，以及选取与监测点的数量相同组数的弹性体、支撑件和刚性绳；将弹性体安装在支撑件上，将刚性绳的第一端与弹性体连接，第二端穿过组支撑件的通孔，从导绳通道引出支撑件的外部，组装成多个弹性变形组件；
[0030]步骤二：根据相邻两个监测点之间的距离，采用对应长度的操作杆将多组弹性变形组件的支撑件串联连接，所有刚性绳的第二端由支撑件的导绳通道和操作杆的内部空间延伸出最外端的操作杆，握住最外端操作杆将串联后弹性变形组件装入待监测钻孔内指定位置，并利用固定机构将最外端操作杆固定在待监测钻孔的孔口；
[0031]步骤三：延伸出最外端操作杆的所有刚性绳分别与一拉力表连接，拉力表在待监测钻孔孔口外的位置固定，连接拉力表时使钢丝绳绷紧，记录此时所有拉力表显示的数值，该数值作为初始值；每隔一段时间检查一遍各拉力表的示数，如果待监测钻孔的某些监测点的孔壁发生变形，则该处监测点的弹性体会发生收缩，收缩过程中刚性绳发生位移，使刚性绳向待检测钻孔孔底方向拉紧，此时对应的拉力表读数会增大，根据拉力表示数的变化差值，判定待监测钻孔的变形程度；
[0032]步骤四：当完成监测后，若待监测钻孔没有发生变形，则利用最外端的操作杆回收整个监测装置；若待监测钻孔发生严重变形，则只需回收待监测钻孔外的拉力表，操作杆以及各组的弹性体、支撑件和刚性绳则留在待监测钻孔内。
[0033]与现有技术相比，本专利技术提供的钻孔变形监测装置及方法至少可实现如下有益效果之一：
[0034]1、利用弹性体替换传感器，通过拉力表测量弹性体的变形量，实现待监测钻孔内的变形情况，监测装置的结构简单，操作方便，显著降低了成本，而且当待监测钻孔孔壁变形较大时，无需取出位于钻孔内的弹性体和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钻孔变形监测装置，其特征在于，包括：支撑件(5)，所述支撑件(5)具有导绳通道和通孔(4)，所述通孔(4)与所述导绳通道连通；弹性体，设于所述支撑体(5)上；所述弹性体置于待监测钻孔内后，与待监测钻孔的孔壁挤压接触，且能够在待监测钻孔变形时，沿所述待监测钻孔的径向收缩；刚性绳(3)，所述刚性绳(3)设于所述导绳通道内，所述刚性绳(3)的第一端穿过所述通孔(4)与所述弹性体连接，所述刚性绳(3)的第二端延伸至待监测钻孔的孔口外；拉力表(13)，所述拉力表(13)的连接端与所述刚性绳(3)的第二端连接；当待监测钻孔的孔壁发生变形时，所述弹性体径向收缩，收缩的所述弹性体向所述待监测钻孔的孔底方向拉动所述刚性绳(3)，所述刚性绳(3)引起拉力表(13)的示数变化反应待监测钻孔的变形程度。2.根据权利要求1所述的钻孔变形监测装置，其特征在于，所述支撑件(5)为空心圆柱体结构，所述导绳通道设于所述支撑件(5)的中心，所述通孔(4)设于所述支撑件(5)的侧壁；所述支撑件(5)的侧壁上还设有两个安装口(6)，两个安装口(6)对称布置在所述通孔(4)的两侧；所述弹性体为螺旋弹性板(1)，所述螺旋弹性板(1)由一整块钢片内向外螺旋卷绕而成；所述螺旋弹性板(1)穿过两个所述安装口(6)安装在所述支撑件(5)上。3.根据权利要求2所述的钻孔变形监测装置，其特征在于，所述刚性绳(3)的第一端与所述螺旋弹性板(1)的内圈固定连接，所述支撑件(5)位于所述螺旋弹性板(1)的外圈上；当所述螺旋弹性板(1)收缩变形时，所述刚性绳(3)的一部分缠绕在所述螺旋弹性板(1)的内圈上。4.根据权利要求3所述的钻孔变形监测装置，其特征在于，所述通孔(4)和两个所述安装口(6)位于所述支撑件(5)的半圆周面上。5.根据权利要求4所述的钻孔变形监测装置，其特征在于，所述通孔(4)的轴线与两个所述安装口(6)的中心点与共面。6.根据权利要求5所述的钻孔变形监测装置，其特征在于，所述通孔(4)的轴向高度为5
‑
10mm，所述通孔(4)具有朝向所述导绳通道的内孔口和朝向所述螺旋弹性板(1)中心的外孔口，所述外孔口为喇叭口状。7.根据权利要求1至6任一项所述的钻孔变形监测装置，其特征在于，所述导绳通道内设有引导机构，所述引导机构用于引导所述导绳通道内靠近所述通孔(4)内孔口的刚性绳(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘思佳，刘金虎，何岗，李兵，梁玉柱，贺虎，程如意，赵俊明，
申请(专利权)人：中国矿业大学江苏国能深井安全开采科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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