露天矿采空区内部岩体应力监测装置及监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109632167A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201910109651.7(22)申请日2019.02.11(71)申请人鞍钢集团矿业有限公司地址114001辽宁省鞍山市铁东区二一九路39号(72)发明人房洪亮卢晓辉王宇驰岳鹏贾翰文(74)专利代理机构鞍山贝尔专利代理有限公司21223代理人王常谦(51)Int.Cl.G01L5/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称露天矿采空区内部岩体应力监测装置及监测方法(57)摘要本发明涉及一种露天矿采空区内部岩体应力监测装置及监测方法，包括锚杆测力计，其特征在于：还包括两个水平底板，支撑组件和提升机构，所述的支撑组件由底座和与底座套装的支撑柱所组成，所述的提升机构由滑轮中心轴、支架、滑轮和缠牵引钢丝绳组成，所述的滑轮中心轴水平设置在支撑柱的顶部，所述的锚杆包括多个上锚杆和下牵引锚杆，在多个上锚杆之间和上锚杆与下牵引锚杆之间固定连接有锚杆测力计，在下牵引锚杆的下端设有环形套口，牵引钢丝绳的下端与环形套口固定连接。本发明解决了在无法使用大型起重设备的露天矿空区顶板安装超长锚杆及锚杆测力的问题，结构简单，易操作，便于安装拆卸。CN109632167ACN109632167A权利要求书1/1页1.一种露天矿采空区内部岩体应力监测装置，包括锚杆测力计，其特征在于：还包括锚杆组件、对称设置在被测采空区顶板地面上监测孔两侧的两个水平底板，分别竖向垂直设置在水平底板上部的两个支撑组件，设置的两个支撑组件上部的提升机构，所述的两个支撑组件均由底座和与底座套装的支撑柱所组成，所述的提升机构由滑轮中心轴，设置在滑轮中心轴上部的支架，设置在滑轮中心轴上的滑轮和缠绕在滑轮上的锚杆牵引钢丝绳所组成，所述的滑轮中心轴水平设置在两个支撑柱的顶部，所述的锚杆组件由多节连接锚杆、锚杆测力计和下牵引锚杆相互串接而成，锚杆测力计设置在每节连接锚杆的下端，最下面一节连接锚杆的锚杆测力计与下牵引锚杆固定连接，在下牵引锚杆的下端设有一对环形套口，锚杆牵引钢丝绳的下端与环形套口固定连接。2.根据权利要求1所述的露天矿采空区内部岩体应力监测装置，其特征在于在所述的底座上纵向开有与支撑柱相适配的凹槽，横向开有螺栓连接孔Ⅰ，在所述的支撑柱的下部横向开有二个以上与螺栓连接孔Ⅰ相适配的螺栓连接孔Ⅱ，所述的支撑柱插入底座内，螺栓穿过螺栓连接孔Ⅰ和螺栓连接孔Ⅱ将支撑柱与底座固定连接。3.根据权利要求2所述的露天矿采空区内部岩体应力监测装置，其特征在于所述的底座和支撑柱为方型、棱型或圆型。4.根据权利要求2所述的露天矿采空区内部岩体应力监测装置，其特征在于所述的螺栓连接孔Ⅱ为2-4个。5.一种露天矿采空区内部岩体应力的监测方法，其特征在于，包括下列步骤：1）在露天矿采空区选取的监测孔位置，从露天矿采空区顶板向下钻监测孔，2）在监测孔位置的两侧设水平基座，并通过钢钉将水平基座固定于采空区顶板钻孔两侧的地面上；3）再将支撑柱插入底座内，使螺栓连接孔Ⅰ和螺栓连接孔Ⅱ对齐定位，用螺柱螺母将支撑柱与底座固定连接；4）将滑轮中心轴固定在支撑柱的顶端，并将支架与滑轮中心轴焊接成一体；5）锚杆牵引钢丝绳一端缠绕在滑轮上，另一端与牵引锚杆下端部环形套口固定连接；6）将第一节连接锚杆上的锚杆测力计与下牵引锚杆的上端固定连接，施工人员提升锚杆牵引钢丝绳上端，将牵引锚杆缓慢放入监测孔中，缓慢松开锚杆牵引钢丝绳让牵引锚杆逐渐进入监测孔内，7）再将第二节连接锚杆下端的锚杆测力计与第一节连接锚杆上端固定连接，继续通过滑轮收放锚杆牵引钢丝绳缓慢，让连接锚杆进入监测孔内，依次串接设有锚杆测力计的连接锚杆，直至牵引锚杆下端部触及监测孔底部；8）最后采用水泥砂浆或者空区围岩散体对监测孔进行封孔，从而完成采空区顶板内部岩体应力监测装置的安装，9）随着采空区顶板的发生渐进垮塌，锚杆测力计将监测到的采空区顶板内岩体的应力变化值，传输到控制系统，完成整个采空区顶板应力的监测过程。2CN109632167A说明书1/4页露天矿采空区内部岩体应力监测装置及监测方法技术领域[0001]本发明属于矿山安全生产及采矿工程等采空区顶板中锚杆工作载荷的监测仪器安装技术领域，具体涉及一种露天矿采空区内部岩体应力监测装置及监测方法。背景技术[0002]在采矿、地下空间工程施工过程中，为了保障施工及生产安全，需要对采空区行稳定性监测。目前采空区稳定性监测主要应力、位移和岩体内部损伤监测三类，为了监测采空区围岩的应力变化一般需要安装锚杆测力计。在采矿工程领域，锚杆测力计一般用于地下矿山的顶板及两帮或者露天矿山的边坡监测，在上述的工况条件下所使用的锚杆尺寸一般为6~8m，锚杆的施工方