一种采动地裂缝监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种采动地裂缝监测装置，包括第一固定杆、第二固定杆、垂直测杆、水平测杆和直连杆；其中，第一固定杆通过一调平基座与垂直测杆的一端连接，第二固定杆通过另一调平基座与直连杆的一端连接；水平测杆的一端与垂直测杆的另一端连接，水平测杆的另一端与所述直连杆的另一端连接；其中垂直测杆和水平测杆均为可伸缩连杆机构。利用本实用新型可监测地裂缝在采动过程中的精细变化情况。
【专利说明】一种采动地裂缝监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及采矿【技术领域】，具体涉及一种采动地裂缝监测装置。
【背景技术】
[0002]煤炭是我国主要的战略能源，占一次性能源消费的70%以上，煤炭产量的90%以上来来自于井工开采，长臂综采机械化全部垮落法的开采方式，使地表在采动过程中产生不均匀的下沉，造成大量沉陷地和地裂缝。2011年，我国煤炭产量已突破35亿吨，地裂缝随着煤炭开采范围的不断扩大而扩大，不断威胁着矿区生态环境的安全和稳定。相关研究表明，地裂缝加剧了土壤侵蚀程度和水分散失程度，加快了土壤养分向深部的迁移，部分大的地裂缝直接与采空区贯通，演化为风、水的通道，严重影响工作面的生产安全，因此需要摸清地裂缝的发育过程，为安全生产提供一定参考。
[0003]目前，针对采动引起的地裂缝发育过程的监测，通常采用的监测手段为现场直接监测、INSAR或者CR-1NSAR、三维激光扫描等探测技术以及GPS技术，通过地形变形的变化用以标定裂缝的位置等。但是，对于裂缝在采动过程中的精细变化情况，依靠目前的手段尚难以获取，针对采煤地裂缝的监测装置也少有相关研究。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型提出一种采动地裂缝监测装置，能够直接、持续地监测采动过程中地裂缝的宽度变化和落差数据。
[0005]本发明提供一种采动地裂缝监测装置，包括:第一固定杆、第二固定杆、垂直测杆、水平测杆和直连杆；其中，第一固定杆通过一调平基座与垂直测杆的一端连接，第二固定杆通过另一调平基座与直连杆的一端连接；水平测杆的一端与垂直测杆的另一端连接，水平测杆的另一端与所述直连杆的另一端连接；其中，垂直测杆和水平测杆均为可伸缩连杆机构。
[0006]优选地，水平测杆的一端通过一直角连杆与垂直测杆的另一端连接。
[0007]优选地，水平测杆的另一端通过一直角连杆与直连杆的另一端连接。
[0008]优选地，可伸缩连杆机构包括A管和B管，B管的直径小于A管的直径，B管端部内嵌于A管端部，B管外部有刻度线。
[0009]优选地，A管的直径为1mm,管厚为3mm,长度为25cm, B管的直径为8mm,管厚为2mm,长度为40cm。
[0010]优选地，第一固定杆和第二固定杆的自由端经处理具有细尖的端部。
[0011]本实用新型的有益效果:本实用新型可以直观反映采动过程中地裂缝宽度和落差的变化情况，简化了观测方法，减少了操作人员，可实现连续性监测，工作效率高。本实用新型可以根据实地观测条件进行拆装，携带方便，仪器使用成本低。本实用新型可作为研究地裂缝发育规律的简便装置，适用于对煤矿区土地损伤和环境监测场合，特别是对采动地裂缝发育程度的监测。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型实施例的采动地裂缝监测装置布设主视图。
[0013]图2是本实用新型实施例的采动地裂缝监测装置布设俯视图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图以及具体实施例，详细描述本实用新型的技术方案。
[0015]图1示出了将本实用新型的采动地裂缝监测装置布设于地表裂缝周围的主视图，图2为俯视图，采动地裂缝监测装置横跨在地表裂缝的两侧。具体来看，采动地裂缝监测装置包括固定杆11、固定杆12、垂直测杆13、水平测杆14、直连杆15和两个调平基座16、17。其中，固定杆11通过调平基座16与垂直测杆13的下端连接，固定杆12通过调平基座17与直连杆15的下端连接。水平测杆14的右端与垂直测杆13的上端连接，水平测杆14的左端与直连杆15的上端连接。垂直测杆13和水平测杆14均为可伸缩连杆机构。
[0016]使用时，按照图1和图2所示布设方式，将采动地裂缝监测装置的固定杆11、12分别固定于地裂缝两侧，通过调整固定杆11、12的方位以及调节调平基座16、17上的水平微调螺旋，使垂直测杆13垂直于水平面、水平测杆14平行于水平面。当地裂缝发生形态发生变化时，记录垂直测杆13和水平测杆14各自的伸缩量，其中水平测杆14的伸缩量反映裂缝的宽度变化，垂直测杆13的伸缩量反映裂缝的落差，实现了对地裂缝发育过程的监测。
[0017]本实用新型的采动地裂缝监测装置中，垂直测杆13和水平测杆14均为可伸缩连杆机构，具有可伸缩性。为准确测量垂直测杆13和水平测杆14的伸缩量，本实用新型采用以下形式的可伸缩连杆机构:可伸缩连杆机构包括直径不同的A钢管和B钢管，直径较小的B管的左端刚好可内嵌于A管的右端部，可根据实际情况调节伸缩量；在B管外部镌刻有刻度线，最小刻度为1_。进一步地，为减少伸缩过程中的阻力，在A管的内部和B管的外部均做润滑处理。在本实用新型的优选实施例中，A管的直径为10mm，管厚3mm，长度25cm ；B管的直径为8_，管厚2_，长度优选40cm。垂直测杆13和水平测杆14采用的可伸缩连杆机构可以相同，也可以不同，例如水平测杆14的长度大于垂直测杆13的长度，适用于地裂缝宽度变化剧烈的情况。
[0018]在本实用新型的一个实施例中，可在水平测杆14两端增加直角连杆，参考图1，水平测杆14右端通过一个直角连杆与垂直测杆13连接，水平测杆14左端通过另一个直角连杆与直连杆15连接。选取合适尺寸的直角连杆，可降低对于其它主要部件(如垂直测杆13和水平测杆14)的尺寸限制。
[0019]在实际应用场合中，本实用新型的采动地裂缝监测装置可以根据实地观测条件进行现场拆装，使用灵活方便。以下简要描述本实用新型一个实施例的现场布设安装过程。
[0020]首先，布设固定杆11、12。根据最新产生的地裂缝的分布形态，选取其中显示特征较大的地裂缝作为监测对象，在布设固定的过程中，不能影响地裂缝的原生形态，并根据监测装置的量程，两侧固定杆11、12对应安放，固定杆与裂缝之间的距离应控制在15cm左右，且两固定杆的连线与裂缝的产状近似垂直，将固定杆11、12下端部处理为细尖型，利用重锤将固定杆嵌入地表，嵌入深度以Im以上为宜。
[0021]第二，安装调平基座16、17。将调平基座与固定杆连接，调节水平微调螺旋，使调平基座的水平气泡居中，使两端的调平基座16、17均处于水平状态。调平基座可以减少监测装置在初始状态下因存在夹角而给观测数据引入的固定粗差，有利于准确获取裂缝变化数据，准确反映地裂缝发育过程中几何信息的演变特征。
[0022]第三，安装垂直测杆13。利用连杆将可伸缩型垂直测杆13与右边的调平基座16连接，用螺丝固定。
[0023]第四，安装水平测杆14。利用连杆将可伸缩型水平测杆14的左端与调平基座连接，用螺丝固定；利用连杆将水平测杆14的右端与垂直测杆13的上部连接，然后调节垂直测杆13的伸缩量，使水平测杆14的左右两端近似处于一个水平线上，用螺丝笃定水平测杆14和垂直测杆13的连接处。
[0024]第五，现场监测与读数。完成装置的初始化，记录水平测杆14和垂直测杆13的原始值，根据工作面的开采进度和推进速度，安排监测频率，在现场观测时，观测人员直接读数两个测杆上的读数，估读到0.1mm，不同时间观测读数与原始值的差值即为裂缝宽度和落差在采动过程的变化情况。
[0025]可见，由于本实用新型的采动地裂缝监测装置可以根据实地观测条件进行现场拆装，因此实际应用中可只保留现场固定杆，其余组件可拆卸下来供其它监测地点循环使用，便于携带运输，可有效减少现场监护工作以及仪器数量，降低仪器使用成本。
[0026]以上结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行了详细介绍，具体实施例用于帮助理解本实用新型的思想。本领域技术人员在具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本实用新型保护范围之内。
【权利要求】
1.一种采动地裂缝监测装置，其特征在于，包括:第一固定杆、第二固定杆、垂直测杆、水平测杆和直连杆；其中，第一固定杆通过一调平基座与垂直测杆的一端连接，第二固定杆通过另一调平基座与直连杆的一端连接；水平测杆的一端与垂直测杆的另一端连接，水平测杆的另一端与所述直连杆的另一端连接；其中，垂直测杆和水平测杆均为可伸缩连杆机构。
2.如权利要求1所述的采动地裂缝监测装置，其特征在于，所述水平测杆的一端通过一直角连杆与所述垂直测杆的另一端连接。
3.如权利要求1所述的采动地裂缝监测装置，其特征在于，所述水平测杆的另一端通过一直角连杆与所述直连杆的另一端连接。
4.如权利要求1所述的采动地裂缝监测装置，其特征在于，所述可伸缩连杆机构包括A管和B管，B管的直径小于A管的直径，B管端部内嵌于A管端部，B管外部有刻度线。
5.如权利要求4所述的采动地裂缝监测装置，其特征在于，A管的直径为10_，管厚为3mm,长度为25cm, B管的直径为8mm,管厚为2mm,长度为40cm。
6.如权利要求1所述的采动地裂缝监测装置，其特征在于，第一固定杆和第二固定杆的自由端经处理具有细尖的端部。
【文档编号】G01B5/02GK204188107SQ201420594768
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】胡振琪, 杨俊哲, 贺安民, 郭洋楠, 王新静, 郭雨明 申请人:中国神华能源股份有限公司, 神华神东煤炭集团有限责任公司, 中国矿业大学(北京)