專利名稱：一種凍結(jié)壁位移測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤炭工程技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種凍結(jié)壁位移測試方法。
技術(shù)背景
隨著我國淺部煤炭資源的枯竭，新建礦井多具有穿越?jīng)_積層厚、地壓大、地質(zhì)條件復(fù)雜等特點(diǎn)，凍結(jié)法鑿井成為穿過深厚沖積層最主要的特殊鑿井方法。凍結(jié)法鑿井是采用人工制冷技術(shù)暫時加固不穩(wěn)定地層和隔絕地下水的特殊施工方法，先在將要開鑿的井筒周圍形成不透水的且能抵抗一定壓力的凍結(jié)帷幕(簡稱凍結(jié)壁)，并在凍結(jié)壁的保護(hù)下安全地進(jìn)行井筒掘砌工作。深部厚粘土層特征是凍結(jié)強(qiáng)度低，凍結(jié)壁位移大，不合理的控制凍結(jié)壁位移，會造成凍結(jié)壁位移過大，造成凍結(jié)壁失穩(wěn)，導(dǎo)致凍結(jié)管斷裂等事故。因此，進(jìn)行凍結(jié)壁位移監(jiān)測，目的在于掌握凍結(jié)壁位移隨時間的變化規(guī)律，為合理的確定掘進(jìn)段高和掘進(jìn)時間提供依據(jù)。
目前凍結(jié)壁位移測試主要有兩種方法重錘吊掛鋼尺法，數(shù)顯收斂計(jì)監(jiān)測法。重錘吊掛鋼尺法是采用重錘掉掛在刃腳上，在井幫上置入鋼釘或者銷子，用鋼板尺量出井幫至垂線的距離，間隔一段時間再次測量出井幫至垂線的距離，兩次測量的差值即為該點(diǎn)單邊位移。采用重錘懸吊法測試能測出任何方向上的單邊位移，但是在井下由于施工環(huán)境較惡劣，不確定因素較多，每次掛重錘位置必須相同、每次測量時鋼板尺一端必須靠在鋼釘或者銷子上次測量的位置，以及測試人員人為誤差，造成此方法測試精度不高；采用數(shù)顯收斂計(jì)測試時可以量測井筒直徑方向上凍結(jié)壁的收斂位移，然后平均到兩邊算出單邊徑向位移， 得到的為單邊平均位移速率。該測試方法精確度高，能精確到百分之一毫米，但該測試方法需停止掘砌施工、需提升系統(tǒng)配合、不可連續(xù)測試操作。并且由于在井筒直徑上對數(shù)顯收斂計(jì)鋼尺施加一定的力，人員走動及罐桶提升等都有可能碰到鋼尺，容易造成尺斷傷人。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中上述的不足，本發(fā)明提供一種凍結(jié)壁位移測試方法，該凍結(jié)壁位移測試方法利用自動采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在實(shí)施過程中只在一個固定點(diǎn)處進(jìn)行布設(shè)測點(diǎn)，減小了對正常掘砌施工的影響，且相對測試精度較高。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種凍結(jié)壁位移測試方法，其特征在于包括以下步驟 (一)、在開挖到本段高的1/4 1/2時在井幫上埋入固定銷；(二)、把激光測距裝置及反光鏡固定在相對的兩個固定銷上；(三)、人工調(diào)試激光測距裝置，讓其對準(zhǔn)反光鏡后自動巡檢，篩選出距離最大的數(shù)值；(四)、設(shè)定測試頻率，自動采集激光測距儀與反光鏡之間的距離并存儲；(五)、待綁扎鋼筋落模板前將測距裝置及反光鏡取下；(六)、對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。
上述步驟(一)中，在井幫的四個面均埋入固定銷。
所述的反光鏡為凹面鏡。
上述步驟(六)中對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，將時間和測試的距離繪制成曲線看收斂位移趨勢，根據(jù)測試數(shù)據(jù)計(jì)算出累計(jì)位移速率乘以掘砌本段高所用時間得到可能最大位移。
本發(fā)明具有如下有益效果由于采取上述方案，本發(fā)明將激光測距裝置及反光鏡安裝在井幫上的固定銷上，通過激光測距裝置對反光鏡反射的光進(jìn)行處理，從而得出凍結(jié)壁位移。該測試方法由于采用自動采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，可以采集較多數(shù)據(jù)來分析凍結(jié)壁的位移規(guī)律，在實(shí)施過程中只在一個固定點(diǎn)處進(jìn)行布設(shè)測點(diǎn)，減小了對正常掘砌施工的影響，且相對測試精度較高，測試精度0. 1mm。


圖1是本發(fā)明中測距裝置及反光鏡安裝示意圖。
圖中1-左固定銷，2-左接頭，3-激光測距裝置，4-反光鏡，5-右接頭，6-右固定銷。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明由圖1所示，一種凍結(jié)壁位移測試方法，其特征在于包括以下步驟(一)、在開挖到本段高1/4 1/2時在井幫上埋入左固定銷1及右固定銷6，為測量凍結(jié)壁四個方向的位移， 則需要在井幫四個方向上均進(jìn)入固定銷；(二)、把激光測距裝置3通過左接頭2固定在左固定銷1上，反光鏡4通過右接頭5固定右固定銷6上，且左固定銷1和右固定銷6相對， 如果四個井幫上均有固定銷，則每組激光測距裝置3和反光鏡4相對；(三)、人工調(diào)試激光測距裝置3，讓其對準(zhǔn)反光鏡4后自動巡檢，篩選出距離最大的數(shù)值；(四)、設(shè)定測試頻率， 自動采集激光測距儀與反光鏡之間的距離并存儲；(五)、待鑿井單位綁扎鋼筋落模板前將激光測距裝置3及反光鏡4取下；(六)、對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，將時間和測試的距離繪制成曲線看收斂位移趨勢，根據(jù)測試數(shù)據(jù)計(jì)算出累計(jì)位移速率乘以掘砌本段高所用時間得到可能最大位移，單邊徑向位移為收斂位移的一半，看單邊徑向位移是否超過50mm(規(guī)范規(guī)定值)來判斷凍結(jié)壁是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，是否需要采取措施。
本方法所應(yīng)用的激光測距裝置為常用的裝置，在此應(yīng)用于凍結(jié)壁收斂位移測試上，可以自動采集數(shù)據(jù)；上述的固定銷的接頭可旋轉(zhuǎn)，從而使激光測距裝置可以旋轉(zhuǎn)自動巡檢，來進(jìn)行篩選出距離最大的數(shù)值并存儲數(shù)據(jù)，固定銷的長度以20mm為宜；上述的反光鏡4 為凹面鏡。
下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明
權(quán)利要求
1.一種凍結(jié)壁位移測試方法，其特征在于包括以下步驟(一)、在開挖到本段高1/4 1/2時在井幫上埋入固定銷；(二)、把激光測距裝置及反光鏡固定在相對的兩個固定銷上；(三)、人工調(diào)試激光測距裝置，讓其對準(zhǔn)反光鏡后自動巡檢，篩選出距離最大的數(shù)值； (四)、設(shè)定測試頻率，自動采集激光測距儀與反光鏡之間的距離并存儲；(五)、待綁扎鋼筋落模板前將測距裝置及反光鏡取下；(六)、對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)壁位移測試方法，其特征在于上述步驟(一)中，在井幫的四個面均埋入固定銷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凍結(jié)壁位移測試方法，其特征在于所述的反光鏡為凹面鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的凍結(jié)壁位移測試方法，其特征在于上述步驟(六)中對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，將時間和測試的距離繪制成曲線看收斂位移趨勢，根據(jù)測試數(shù)據(jù)計(jì)算出累計(jì)位移速率乘以掘砌本段高所用時間得到可能最大位移。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種凍結(jié)壁位移測試方法。主要解決現(xiàn)有的凍結(jié)壁位移測試方法精度低及不可連續(xù)測試等問題。其特征在于包括以下步驟(一)在開挖到本段高1/4～1/2時在井幫上埋入固定銷；(二)把激光測距裝置及反光鏡固定在相對的兩個固定銷上；(三)人工調(diào)試激光測距裝置，讓其對準(zhǔn)反光鏡后自動巡檢，篩選出距離最大的數(shù)值；(四)設(shè)定測試頻率，自動采集激光測距儀與反光鏡之間的距離并存儲；(五)待綁扎鋼筋落模板前將測距裝置及反光鏡取下；(六)對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。該凍結(jié)壁位移測試方法利用自動采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在實(shí)施過程中只在一個固定點(diǎn)處進(jìn)行布設(shè)測點(diǎn)，減小了對正常掘砌施工的影響，且相對測試精度較高。
文檔編號G01B11/02GK102506722SQ20111036902
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者劉偉民, 劉磊, 周可發(fā), 孫右好, 寧方波, 張緒忠, 王岳, 王建平, 王恒, 郭壘, 陳紅蕾, 高偉 申請人:北京中煤礦山工程有限公司