一种深部围岩温度场快装式监测装置

1.本发明属于深部地热数据采集的技术领域，尤其涉及一种深部围岩温度场快装式监测装置。


背景技术：

2.随着矿井开采深度的增加，高温、高湿等矿井热害环境给矿井安全生产及井下工作人员安全健康带来了极大的危害，导致人体散热困难，劳动生产率下降，出现头昏、虚脱、呕吐等身体不适症状，甚至危及到作业人员生命安全。因此，监测深部矿井的实时温度变化，研究矿井围岩温度场分布规律，提出有效的降温措施等工作亟待开展。
3.深部矿井井下施工环境复杂，测温孔半径较小且延伸较深，钻孔内经常出现裂隙和未被清理干净的泥土碎石等，大大增加了温度传感器的安装难度。现有的整体式测温装置安装过程费时费力，安装成本较高，且温度传感器输送过程中极易损伤传感器及电缆线，导致温度数据采集不准确。因此，为克服现行测温技术(装置)在安装难易程度以及数据准确性方面存在的缺陷，需要设计一种安装简易，可充分保护传感器，采集精度高，监测数据准确的深部围岩测温装置。


技术实现要素：

4.基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种深部围岩温度场快装式监测装置，安装简易，可充分保护传感器，采集精度高，监测数据准确；可在复杂恶劣的环境下完成快速安装，大大降低人工操作的复杂性，注浆体系紧密贴合测温装置，可有效提高注浆效率，同时该装置耐久性强，更加适用于长期监测，保证数据的准确性。
5.为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：本发明提供一种深部围岩温度场快装式监测装置，包括高强测温加固管、防塞帽、电缆线快插、回风管快插、注浆管快插、电缆线、温度传感器、注浆管、回风管、卡扣、发泡胶、数采仪；所述高强测温加固管的顶端连接防塞帽，且高强测温加固管的尾端由电缆线快插、回风管快插和注浆管快插组成，所述电缆线快插的内侧连接电缆线，所述电缆线的前端与温度传感器连接，所述注浆管快插与高强测温加固管内部的注浆管连接，所述回风管快插与高强测温加固管内部的回风管连接；所述高强测温加固管的内壁连接有卡扣，所述发泡胶用于填充高强测温加固管内除温度传感器安放段以外部分的空隙，所述高强测温加固管的尾端连接数采仪。
6.可选的，所述高强测温加固管具有首端口和尾端口，所述首端口的外侧连接内置螺纹的首端口套箍，所述尾端口设有外置螺纹，两端口均设置有三孔隔热板；所述高强测温加固管的温度传感器安放段开设有出浆口，并在出浆口的两侧设置隔热板，在三孔隔热板与隔热板之间充填发泡胶。
7.进一步的，所述防塞帽为倒漏斗形，且防塞帽内设有外螺纹接口。
8.进一步的，所述电缆线快插包括电缆线快插子接口和电缆线快插母接口，所述电缆线快插子接口呈漏斗形状，其外侧配有螺纹，其内侧设有芯柱，所述芯柱与电缆线的后端
连接；所述电缆线快插母接口的外侧配有内螺纹的母接口套箍，其内侧设有金属数据槽，所述金属数据槽与电缆线连接。
9.进一步的，所述回风管快插包括回风管快插子接口和回风管快插母接口，所述回风管快插子接口的前端配有密封橡胶圈，中部向内凹陷，呈葫芦状，其后端与回风管连接；所述回风管快插母接口的外侧配有套箍，其内侧同一断面的四个方位配有卡位滚珠；所述注浆管快插的结构和回风管快插的结构相同，包括注浆管快插子接口和注浆管快插母接口。
10.进一步的，所述注浆管在温度传感器安放段开设有注浆口。
11.进一步的，所述卡扣为优弧结构，固定在高强测温加固管的内壁上。
12.进一步的，所述数采仪的下部设有蓝牙调试器、有线网络端口、数据采集端口和4g/wi f i接收器，前部面板设有指示灯、显示器、模式转换器。
13.通过蓝牙调试器，对设备进行实时检测、采集和调试；有限网络端口和4g/wi f i接收器，能够完成数据自动同步云端；显示器，实时检测设备并采集数据；模式转换器，使设备处于休眠、定时、常开三种不同状态。
14.由上，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
15.1、本发明通过将电缆线、注浆管和回风管等分段处理，方便运输，且能够在复杂的施工环境下快速安装组合；同时，电缆线等易更换，不会因某段电缆线断裂而导致更换整套装置；此外，快装式接口安装简易，可有效缩短施工时长，减少工人井下作业压力。
16.2、本发明通过设置防塞帽(减阻帽)和高强测温加固管，可对内部电缆线及注浆管、回风管起到保护作用，可快速安全地将温度传感器输送至指定钻孔深度，并减小孔壁对电缆线造成的磨损；同时，防塞帽(减阻帽)可有效防止装置顶进过程中碎石、泥土等对注浆管、回风管造成阻塞。
17.3、本发明通过在温度传感器安放段为注浆管设置开孔，达到有效注浆的目的，采取高导热注浆材料填充温度传感器安放段，其余段采用隔热发泡胶填充，既能隔断高强测温加固管内温度传递，又能将监测段围岩温度有效地传输至温度传感器，保证温度传感器采集数据的准确性。
18.4、本发明通过快接数采仪，简化了数据采集的繁琐过程，数采仪可通过多种通讯方式采集数据，不仅可以通过4g进行数据自动同步云端，也能通过wi f i和有线形式进行数据采集及设备调试，在没有网络情况下，还可以通过蓝牙模式调试设备和采集数据。通过设置数采仪采集周期，还可以完成数据的自动采集及同步云端，极大程度减少了数据监测难度。
19.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
21.图1为本发明的监测装置的立体结构示意图；
22.图2为本发明的高强测温加固管首端口的立体结构示意图；
23.图3为本发明的高强测温加固管尾端口的剖面结构示意图；
24.图4为本发明的电缆线快插子接口、母接口的立体结构示意图；
25.图5为本发明的回风管快插子接口、母接口的立体结构示意图；
26.图6为本发明的数采仪的立体结构示意图。
27.图中：1、高强测温加固管；101、首端口；102、尾端口；103、首端口套箍；104、三孔隔热板；105、出浆口；106、隔热板；107、注浆口；2、防塞帽(减阻帽)；3、电缆线快插；301、电缆线快插子接口；302、电缆线快插母接口；303、芯柱；304、母接口套箍；305、金属数据槽；4、回风管快插；401、回风管快插子接口；402、回风管快插母接口；403、密封橡胶圈；404、套箍；405、卡位滚珠；5、注浆口快插；501、注浆管快插子接口；502、注浆管快插母接口；6、电缆线；7、温度传感器；8、注浆管；9、回风管；10、卡扣；11、发泡胶；12、数采仪；1201、蓝牙调试器；1202、有线网络端口；1023、数据采集端口；1204、4g/wi f i接收器；1205、指示灯；1206、显示器；1207、模式转换器。
具体实施方式
28.下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。
29.如图1所示，本发明提供一种深部围岩温度场快装式监测装置，包括高强测温加固管1、防塞帽(减阻帽)2、电缆线快插3、回风管快插4、注浆管快插5、电缆线6、温度传感器7、注浆管8、回风管9、卡扣10、发泡胶11，其中，高强测温加固管1的顶端可连接防塞帽2，防塞帽2为倒漏斗形，且防塞帽2内具有外螺纹接口，方便与首端口101连接，高强测温加固管1的尾端由电缆线快插3、回风管快插4和注浆管快插5组成，电缆线快插3的内侧连接电缆线6，电缆线6的前端与温度传感器7连接，注浆管快插5与高强测温加固管1内部的注浆管8连接，回风管快插4与高强测温加固管1内部的回风管9连接，高强测温加固管1的内壁连接有卡扣10，发泡胶11用于充填高强测温加固管1内除温度传感器安放段以外部分的空隙，高强测温加固管1的尾端连接数采仪12。
30.如图2所示，为高强测温加固管1的首端口101的示意图，首端口101的外侧连接内置螺纹的首端口套箍103和三孔隔热板104，电缆线快插电缆线快插子接口301、回风管快插回风管快插子接口401和注浆管快插子接口501均固定在三孔隔热板104上。
31.如图3所示，为高强测温加固管1的尾端口102的示意图，配有外置螺纹，内侧安装三孔隔热板104，电缆线快插电缆线快插母接口302、回风管快插回风管快插母接口402和注浆管快插母接口502均固定在三孔隔热板104上，同时在高强测温加固管1的温度传感器安放段开设有出浆口105，高强测温加固管1内的线路及管道均固定在卡扣10上，卡扣10为优弧结构，固定在高强测温加固管1的两端口附近，出浆口105的前侧和后侧为隔热板106，注浆管8在温度传感器安放段开设有注浆口107，同时在三孔隔热板104和隔热板106之间填充保温隔热发泡胶11。
32.如图4所示，电缆线快插3包含电缆线快插子接口301和电缆线快插母接口302，电缆线快插子接口301呈漏斗形状，外侧为绝缘橡胶材质，前端配有螺纹，内侧设有芯柱303，
芯柱与电缆线6后端连接，电缆线6的前端与温度传感器7连接，电缆线快插母接口302的外侧连接有母接口套箍304，母接口套箍304内置有螺纹且为绝缘橡胶材料，电缆线快插母接口302内侧设有金属数据槽305，金属数据槽305与电缆线6连接。
33.如图5所示，回风管快插4包含回风管快插子接口401和回风管快插母接口402，回风管快插子接口401的前端配有密封橡胶圈403，中部向内凹陷，呈葫芦状，后端与回风管9连接，回风管快插母接口402的外侧配有套箍404，内侧同一段面的四个方位配有卡位滚珠405，卡位滚珠405镶嵌在回风管快插母接口402壁内，球体部分暴露壁外，以方便卡在回风管快插子接口401的凹陷处，注浆管快插5的结构和回风管快插4的结构相同，包括注浆管快插子接口501和注浆管快插母接口502。
34.如图6所示，数采仪12的下部设有蓝牙调试器1201，可在无网络情况下对设备进行检测、调试及数据采集设置；有线网络端口1202、数据采集端口1023和4g/wi f i接收器1204，在有网络条件下可在云端对设备进行检测、调试、数据采集设置和调取数据等操作。数采仪的前部面板设有指示灯1205，提示数采仪12的状态；显示器1206，实时观测数据、显示采集设置等；模式转换器1207，设置数采仪处于休眠、常开和定时状态。
35.以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。