CN108590766A - 一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统 - Google Patents
一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统，包括第一套筒、外壳、第二套筒和螺栓，所述第一套筒的内部底端表面安装有反射板，所述第一套筒的外侧表面焊接有限位块，所述第二套筒的外侧表面开设有限位槽，所述限位槽的外侧焊接有挡板，所述第二套筒的顶部外侧表面开设有传感器卡槽，所述传感器卡槽的内部底端贯穿开设有测量孔，所述传感器卡槽内卡接安装有激光距离传感器，所述激光距离传感器的上方安装有隔板，所述隔板背离激光距离传感器的一侧安装有水平传感器，所述的两侧下端表面安装有密封板，所述外壳通过螺栓和固定孔安装在第二套筒的顶部。本发明具备可实时对地层以下各层沉陷发展情况进行检测的优点。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采技术领域，具体为一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统。
背景技术
煤炭作为我国主要的一次能源，其开采对我国经济和社会发展起着重要作用，但在煤炭开采的过程中时有发生一些地应力为主导的煤矿灾害事故，且在开采之后还会带来一系列矿区环境问题。目前关于采动影响下的上覆岩层运移规律研究主要集中在冒落裂隙带，没有涉及到弯曲下沉带的岩层运移规律。关于矿区环境问题，最突出的就是矿区沉陷，它是由井工开采的煤矿采空区顶板冒落所导致的整体区域变形，是导致矿区生态破坏的主要原因，是矿区环境治理的主要课题。但以往的监测装置仅能监测地表现已形成的沉陷情况，而无法实时、连续地对地层以下沉陷发展情况进行监测，无法详细掌握采动影响下上覆弯曲下沉带岩层运移规律或矿区不同沉陷层的沉陷规律。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统，具备可实时对地层以下各层沉陷发展情况进行检测的优点，解决了以往的监测装置仅能监测地表现已形成的沉陷情况，而无法实时、连续地对地层以下各层沉陷发展情况进行监测，无法详细掌握采动影响下上覆弯曲下沉带岩层运移规律或矿区不同沉陷层的沉陷规律的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统，包括第一套筒、外壳、第二套筒和螺栓，所述第一套筒的内部底端表面安装有反射板，所述第一套筒的外侧表面焊接有限位块，所述第二套筒的外侧表面开设有限位槽，所述限位槽的外侧焊接有挡板，所述第二套筒的顶部外侧表面开设有传感器卡槽，所述传感器卡槽的内部底端贯穿开设有测量孔，所述传感器卡槽内卡接安装有激光距离传感器，所述激光距离传感器的上方安装有隔板，所述隔板背离激光距离传感器的一侧安装有水平传感器，所述水平传感器的外侧安装有外壳，所述的两侧下端表面安装有密封板，所述第二套筒的顶部位于传感器卡槽的两侧开设有固定孔，所述外壳通过螺栓和固定孔安装在第二套筒的顶部，所述第二套筒的两侧焊接有压板。
优选的，所述压板位于挡板的上方。
优选的，所述限位槽共开设有两个，且两个限位槽在第二套筒的两侧对称分布。
优选的，所述限位块的安装位置与限位槽的开设位置相对应。
优选的，所述外壳的一侧表面开设有线缆孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明通过设置水平传感器，达到了监测煤矿采空区域的土层是否发生水平倾斜的效果，将水平倾斜的数据和激光距离传感器检测到的距离数据结合来判断煤矿采空区是否下陷，防止激光距离传感器误判。
2.本发明通过设置激光距离传感器，将装置的第一套筒和第二套筒分别安装在煤矿的采空区的下层和上层土壤内，当采空区上方的土层发生下陷时，上方土壤向下挤压压板使第二套筒和第一套筒之间的距离减少，设置激光距离传感器达到了便于实时监控土层下陷数据的效果。
3.本发明通过设置限位块，达到了将第一套筒限位安装在第二套筒内的效果，防止拉伸第二套筒时无法控制拉伸距离使第一套筒与第二套筒分离，使尘土进入第一套筒内，从而影响监测结果。
附图说明
图1为本发明的展开装主视结构示意图；
图2为本发明的收缩装主视结构示意图；
图3为本发明的图1中A处放大图。
图中：1、反射板；2、第一套筒；3、限位块；4、挡板；5、压板；6、水平传感器；7、隔板；8、激光距离传感器；9、外壳；10、限位槽；11、第二套筒；12、固定孔；13、密封板；14、螺栓；15、测量孔；16、传感器卡槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图3，本发明提供的一种实施例：一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统，包括第一套筒2、外壳9、第二套筒11和螺栓14，第一套筒2的内部底端表面安装有反射板1，第一套筒2的外侧表面焊接有限位块3，本发明通过设置限位块3，达到了将第一套筒2限位安装在第二套筒11内的效果，防止拉伸第二套筒11时无法控制拉伸距离使第一套筒2与第二套筒11分离，使尘土进入第一套筒2内，从而影响监测结果，限位块3的安装位置与限位槽10的开设位置相对应，第二套筒11的外侧表面开设有限位槽10，限位槽10共开设有两个，且两个限位槽10在第二套筒11的两侧对称分布，限位槽10的外侧焊接有挡板4，第二套筒11的顶部外侧表面开设有传感器卡槽16，传感器卡槽16的内部底端贯穿开设有测量孔15，传感器卡槽16内卡接安装有激光距离传感器8，本发明通过设置激光距离传感器8，将装置的第一套筒2和第二套筒11分别安装在煤矿的采空区的下层和上层土壤内，当采空区上方的土层发生下陷时，上方土壤向下挤压压板5使第二套筒11和第一套筒2之间的距离减少，设置激光距离传感器8达到了便于实时监控土层下陷数据的效果，激光距离传感器8使用SW-LDS50A测距仪模块，该激光距离传感器测量精准稳定，且测量速度快，工作稳定，激光距离传感器8的上方安装有隔板7，隔板7背离激光距离传感器8的一侧安装有水平传感器6，本发明通过设置水平传感器6，达到了监测煤矿采空区域的土层是否发生水平倾斜的效果，将水平倾斜的数据和激光距离传感器8检测到的距离数据结合来判断煤矿采空区是否下陷，防止激光距离传感器8误判，水平传感器6使用LCA326T型倾角传感器，该水平传感器6抗振性能高，分辨率高，量程可选，且稳定性好，水平传感器6的外侧安装有外壳9，外壳9的一侧表面开设有线缆孔，9的两侧下端表面安装有密封板13，第二套筒11的顶部位于传感器卡槽16的两侧开设有固定孔12，外壳9通过螺栓14和固定孔12安装在第二套筒11的顶部，第二套筒11的两侧焊接有压板5，压板5位于挡板4的上方。
进一步的，在所述第一套筒2的下方安装有压力传感器，压力传感器与控制器电连接，控制器与无线发射模块和显示仪表电连接，通过压力传感器可实现对激光距离传感器8的矫正，避免因采空区地面下陷二造成测量不准确的情况。当压力传感器与激光距离传感器8所检测的数据相对应时，说明检测结果准确，否则检测结果不准确，此时需要对本装置进行检查。
工作原理：本发明工作中，使用者将监测装置的第二套筒11的压板5固定在煤矿采空区顶部，使第一套筒2的底端放置在采空区的地面上，将水平传感器6和激光距离传感器8通过信号线与外部显示仪表连接，将水平传感器6和激光距离传感器8接通外部电源，当采空区上方的土层发生下陷时，上方土壤向下挤压压板5使第二套筒11和第一套筒2之间的距离减少，第二套筒11上方的激光距离传感器8将装置的收缩距离数据通过无线发射器传出至控制中心，水平传感器6将土层的倾斜角度数据通过无线发射模块传出至控制中心，本装置还外部连接显示仪表，显示仪表显示检测的数据，从而便于实地观察，可实时、连续地对地层以下沉陷发展情况进行监测。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (6)
1.一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统，包括第一套筒(2)、外壳(9)、第二套筒(11)和螺栓(14)，其特征在于：所述第一套筒(2)的内部底端表面安装有反射板(1)，所述第一套筒(2)的外侧表面焊接有限位块(3)，所述第二套筒(11)的外侧表面开设有限位槽(10)，所述限位槽(10)的外侧焊接有挡板(4)，所述第二套筒(11)的顶部外侧表面开设有传感器卡槽(16)，所述传感器卡槽(16)的内部底端贯穿开设有测量孔(15)，所述传感器卡槽(16)内卡接安装有激光距离传感器(8)，所述激光距离传感器(8)的上方安装有隔板(7)，所述隔板(7)背离激光距离传感器(8)的一侧安装有水平传感器(6)，所述水平传感器(6)的外侧安装有外壳(9)，所述(9)的两侧下端表面安装有密封板(13)，所述第二套筒(11)的顶部位于传感器卡槽(16)的两侧开设有固定孔(12)，所述外壳(9)通过螺栓(14)和固定孔(12)安装在第二套筒(11)的顶部，所述第二套筒(11)的两侧焊接有压板(5)。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统，其特征在于：所述压板(5)位于挡板(4)的上方。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统，其特征在于：所述限位槽(10)共开设有两个，且两个限位槽(10)在第二套筒(11)的两侧对称分布。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统，其特征在于：所述限位块(3)的安装位置与限位槽(10)的开设位置相对应。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统，其特征在于：所述外壳(9)的一侧表面开设有线缆孔。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区上覆弯曲下沉带岩层沉陷监测系统，其特征在于：在所述第一套筒(2)的下方安装有压力传感器，压力传感器与控制器电连接，控制器与无线发射模块和显示仪表电连接。
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