一种巷道围岩稳定性联合测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测试装置，尤其是涉及一种巷道围岩稳定性联合测试装置。
【背景技术】
[0002]为保障煤矿井下巷道稳定，在进行巷道支护设计前会应用探测技术对巷道围岩进行测试，通过对探测结果的分析总结评估巷道围岩稳定，为巷道支护设计提供依据，以对不同程度的围岩稳定性进行巷道支护设计。现如今，对矿山围岩监测技术手段较多，例如声发射、光纤、电阻应力计等，但都集中于某一种技术手段，由于煤岩层赋存的多样性和复杂性，空间尺寸的大型化以及在现场监测中受外界因素干扰较多，很多监测结果出现失真现象，可见单一的监测手段在特定的时-空-地范围内进行矿山岩体监测，难以对工程实践实现足够有效的指导。现有单一的监测手段主要存在以下几方面问题:第一、单个钻孔孔壁裂隙的发育程度无法反映围岩裂隙的整体面貌，精度较低；第二、以单个钻孔为中心的巷道围岩裂隙发育范围测试，无法探测复杂条件下含水区、采空区等其它结构，检测精度较低；第三、探测含水区、采空区及其它结构(如钢筋等)的位置与范围，无法对局部巷道的支护提供依据，监测精度较低；第四、在原有的巷道稳定性测试技术中，围岩裂隙的发育程度、松动范围大小、结构变异等技术均是单独应用，准确度较低；第五、随着开采深度的增加较多的矿体开采进入深部，围岩裂隙及松动范围等自然赋存条件越来越复杂，单种探测技术不能够对围岩稳定性进行完善的评估，精度较低。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种巷道围岩稳定性联合测试装置，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能解决现有单一监测手段存在的精度较低、难以对巷道围岩稳定性进行准确测试的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种巷道围岩稳定性联合测试装置，其特征在于:包括控制主机、对煤矿井下巷道顶板或巷道帮上钻取的钻孔内壁的围岩裂隙发育程度进行测试的钻孔窥视仪、对钻孔周侧围岩进行松动圈测试的松动圈测试仪和对煤矿井下巷道的顶板或巷道帮上的围岩稳定状况进行测试的地质雷达探测仪，所述钻孔窥视仪、松动圈测试仪和地质雷达探测仪均与控制主机相接。
[0005]上述一种巷道围岩稳定性联合测试装置，其特征是:所述钻孔窥视仪、松动圈测试仪和地质雷达探测仪与控制主机之间均通过电缆进行连接。
[0006]上述一种巷道围岩稳定性联合测试装置，其特征是:所述钻孔窥视仪为能在钻孔内部进行360°旋转的光学钻孔窥视仪。
[0007]上述一种巷道围岩稳定性联合测试装置，其特征是:还包括平移小车和安装在平移小车上且长度可调的伸缩臂，所述钻孔窥视仪和松动圈测试仪均安装在伸缩臂上；所述地质雷达探测仪和控制主机均安装在平移小车上。
[0008]上述一种巷道围岩稳定性联合测试装置，其特征是:所述平移小车包括水平车架和安装在所述水平车架底部的多个行走轮，所述地质雷达探测仪和控制主机均安装在所述水平车架上。
[0009]上述一种巷道围岩稳定性联合测试装置，其特征是:所述地质雷达探测仪安装在所述水平车架的后侧上方。
[0010]上述一种巷道围岩稳定性联合测试装置，其特征是:还包括一个安装在所述水平车架前侧的平移轨道和能沿平移轨道前后移动的滑移座，所述滑移座安装在平移轨道上，所述伸缩臂底部安装在滑移座上；所述平移轨道沿所述车架的横向宽度方向布设且其横截面为倒凹字形，所述平移轨道由一个位于所述水平车架上部的水平轨道和两个分别位于所述水平轨道左右两侧下方的竖向轨道连接而成，所述水平轨道和两个所述竖向轨道均布设在同一竖直面上。
[0011]上述一种巷道围岩稳定性联合测试装置，其特征是:所述伸缩臂底部与滑移座之间以铰接方式进行连接，所述滑移座上装有供伸缩臂底部安装的铰接座；所述滑移座上安装有对伸缩臂与滑移座之间的夹角进行调节的调节结构，所述调节结构为液压缸，所述液压缸的缸体底部以铰接方式安装在滑移座上且其活塞杆顶端以铰接方式安装在伸缩臂上。
[0012]上述一种巷道围岩稳定性联合测试装置，其特征是:所述伸缩臂包括伸缩杆和多个由内至外同轴套装在伸缩杆上的伸缩套筒，所述钻孔窥视仪和松动圈测试仪均安装在伸缩杆上。
[0013]上述一种巷道围岩稳定性联合测试装置，其特征是:所述钻孔窥视仪安装在伸缩杆顶端，所述松动圈测试仪底部设置有支座，所述支座与伸缩杆之间通过紧固螺栓进行连接，所述伸缩杆上开有多个供紧固螺栓安装的螺栓安装孔。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0015]1、结构简单、设计合理且加工制作简便，投入成本较低，主要由控制主机、对煤矿井下巷道的顶板或巷道帮上钻取的钻孔内壁的围岩裂隙发育程度进行测试的钻孔窥视仪、对钻孔周侧围岩进行松动圈测试的松动圈测试仪和对煤矿井下巷道的顶板或巷道帮上的围岩稳定状况进行测试的地质雷达探测仪组成。
[0016]2、使用操作简便，实现方便且易于掌握。实际进行围岩稳定性联合测试时，推动平移小车沿被测试巷道节段由后向前移动，平移小车移动至一组钻孔布设位置时，通过在平移轨道上移动滑移座对伸缩臂的位置进行调整，并对该组钻孔中的三个钻孔分别进行单孔测试；对任一个钻孔进行单孔测试时，先将伸缩臂移动至该钻孔的孔口外侧，再利用伸缩臂将钻孔窥视仪和松动圈测试仪从被测试钻孔的孔口移动至孔底，再将钻孔窥视仪和松动圈测试仪从被测试钻孔的孔底移动至孔口，便完成一个钻孔的单孔测试过程；并且，平移小车在被测试巷道节段内由后向前移动过程中，通过地质雷达探测仪由后向前对被测试巷道节段的顶板、底板和左右两侧巷道帮进行扫描。
[0017]3、所采用的平移小车结构简单且移动简便，能简便在巷道内前后移动，实现简便、快速对煤矿井下巷道的围岩稳定性进行长距离测试的目的。
[0018]4、实际安装简便，平移小车上设置有平移轨道和滑移座，伸缩臂安装在滑移座上，通过滑移座对伸缩臂的位置进行调整，实现对同组钻孔中三个钻孔分别进行测试的需求；同时，钻孔窥视仪和松动圈测试仪均安装在伸缩臂上，通过伸缩臂自动将钻孔窥视仪和松动圈测试仪送至钻孔内，并能对送入深度进行简便、快速调节，实现方便且操作简便，使用效果好，能大幅度简化钻孔的单孔测试过程。
[0019]5、使用效果好且实用价值高，围岩稳定性测试精度高，能对巷道围岩稳定性进行快速、准确测试，推广应用前景广泛。所采用的巷道围岩稳定性联合测试方法简单、设计合理且实现方便，能实现巷道围岩从点到面再到结构的全面探测，具体是首先揭示巷道围岩钻孔孔壁裂隙的发育程度；其次是探测巷道围岩裂隙以钻孔为中心的发育范围；最后探测巷道围岩结构中空洞等其它结构的位置，实现巷道钻孔、松动圈半径和全断面的大范围、长距离无缝综合探测。根据全面的探测结果对巷道围岩稳定性进行评价，为巷道支护等提供依据。针对单个钻孔进行钻孔窥视无法全面反映围岩裂隙发育程度的情况，以岩石声波探测技术为基础，根据声波波速与介质性质密切相关，接收到声波的波速愈小表明围岩岩性愈差，强度愈小，弹性模量越小的原理，运用松动圈测试仪发生声波对每个钻孔为中心一定半径范围内的巷道围岩裂隙发育及松动程度进行探测，弥补使用钻孔窥视单个钻孔信息不全的缺陷。另外，针对钻孔窥视与松动圈测试仪无法大范围、长距离及实现巷道断面无缝探测的缺点，利用地质雷达探测仪发射天线将高频电磁波送入待测区域，由于不同的介质具有不同的物理特性、也具有不同的介电常数，在介电常数不连续的交界面上电磁波振幅发生变化；从地质雷达图像的波形、频率、振幅、相位及电磁波能量吸收情况等特征的变化规律出发，建立典型地质现象与雷达特征图像的对应关系，即可根据图形的变化对地下的地质状况作出解释；通过地质雷达探测仪对井下巷道全断面进行扫描探测，包括顶板、底板与两侧巷道帮，最终实现巷道围岩全断面的长距离、大范围、无缝探测。因而，采用本实用新型能全面明晰探测区域空洞的位置与围岩松动与破碎程度，为井下巷道支护提供充足、准确的信息，具有以下有点:第一、从巷道围岩表面到内部裂隙及结构进行全面测试分析，完全揭示巷道围岩在原生裂隙及人为影响因素作用下的稳定性；第二、多种测试手段从点到面再到整体结构进行有选择性、针对性的综合运用；第三、能有效弥补使用钻孔窥视单个钻孔信息不全的缺陷；第四、能实现巷道大范围、长距离全断面的无缝探测，因而能为巷道支护参数调整及稳定性评估提供丰富的数据支撑与依据，对于保障煤矿井下作业人员的安全与正常生产具有重要意义。
[0020]综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能解决现有单一监测手段存在的精度较低、难以对巷道围岩稳定性进行准确测试的问题。
[0021]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的结构示意图。
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