CN110470273B - 一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明依据不同高度压力差原理与测试刻度放大技术，公开了一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法，其特征在于：主要包括七个步骤，即测量球的安装注液、显压管稳定处理、测量球的基本调试、测量球的地面标定、测量球的巷道安装、测量球监测数据采集与巷道顶板下沉量的计算。该发明结构简单，易于操作，较好地实现了不同巷道断面顶底板位移不同时段、地段移近量的便捷、快速与准确测定，为深部大变形巷道围岩控制参数的确定提供了参考。

Description

一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法
技术领域
本发明涉及一种巷道顶底板岩层位移测量技术，具体涉及一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法。
背景技术
巷道顶底板位移测量是矿山压力监测的重要内容，尤其在采煤工作面回采期间，超前影响范围随着工作面推进而不断前移，使得巷道顶板下沉明显、底鼓严重，造成巷道剩余高度不足，严重影响巷道的正常使用及服务要求。因此，测量巷道顶底板位移对揭示矿井巷道围岩移动规律，指导现场工程实践具有重要意义。
现有巷道顶底板距离测量方法主要有两种：一是在巷道顶底板分别打入短锚杆设置基点，测量两基点之间的距离，两次测量之差为巷道顶底板移近量；二是将塔尺顶在巷道顶底板之间，塔尺长度的变化量即为巷道顶底板间的移近量。由于巷道易受采动影响，因此采用第一种方法测量时，每个基点的稳定并不能得到保障；而第二种方法测量塔尺需一直抵在巷道顶底板间，不仅缩小了巷道的工作空间，而且给巷道的正常使用带来困难。
本发明针对现有设备测量顶底板相对移近量复杂、实验仪器昂贵与无法大范围精准化测量的问题，依据不同高度压力差原理与测试刻度放大技术，提供了一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法，实现了不同巷道断面顶底板位移不同时段、地段移近量的便捷、快速与准确测定，为巷道围岩控制参数的确定提供了参考。
发明内容
本发明针对现有设备只能够测量顶底板相对移近量，且实验仪器复杂昂贵，无法大范围精准化测量的问题，提供了一种便捷快速的巷道顶底板位移测量球使用方法。
实现本发明的技术方案是：一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法，主要包括测量球的安装注液、测量球的基本调试、测量球的地面标定、测量球的巷道使用与巷道顶板下沉量的计算。
步骤一，根据测量巷道实际埋深要求，选择相匹配的显压液在井下注入测量球内部，要求显压液液面低于连接环，将托盘放入测量球内并与连接环处于同一高度；
步骤二，设定显压管入液深度后与托盘连接，显压管上部使用连接梁固定在测量球内壁，在托盘与连接环间放置受压圈，并做密封处理；
步骤三，对受压圈进行挤压至受压圈形状不再变化，使得显压管内部浸入的显压液处于稳定状态，记录刻度数据；
步骤四，测量球测量前放置在井下巷道不同高度进行基本数据标定调试，读取不同高度条件下显压管上的指示刻度，绘制标定曲线，并记录保存；
步骤五，将测量球环扣挂至巷道顶板金属网上，旋转凸座使得通气窗沿巷道轴向方向开口，静置一段时间后，待测量球内部显压液稳定后记录显压管上的初始指示刻度；
步骤六，按照监测要求对测量球显压管上的指示刻度进行周期性数据采集与记录保存；
步骤七，依据标定曲线，对采集数据进行计算与分析，得到巷道顶板的下沉量位移值。
具体的，步骤一中所述显压液并不局限于液体，也可根据特种工作面环境要求置换为特殊气体。
具体的，步骤二中所述显压管内径大小可依据巷道埋深确定，且显压管含有指示刻度一侧为凸面设计，具备放大刻度功能。
具体的，步骤五中所述测量球可放置于巷道底板处，实现底板底鼓量的监测，通气窗仍沿巷道轴向方向开口。
附图说明
图1是实现本发明一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法立体半剖图。
图2是图1的正视图。
图3是图1的侧视图。
图4是图1的俯视图。
图中：环扣1；凸座2；通气窗3；球壳4；连接梁5；显压管6；托盘7；受压圈8；连接环9；显压液10。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的描述。
本发明提供了一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法。如图1至图4所示，包括外壳结构、显压结构两部分组成。所述的外壳结构具体包括环扣1、凸座2、通气窗3、球壳4、连接梁5、连接环9；所述的显压结构具体包括显压管6、托盘7、受压圈8、显压液10。
如图1所示，一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法，包括如下步骤：
步骤一，根据测量巷道实际埋深要求，选择相匹配的显压液10在井下注入测量球内部，要求显压液10液面低于连接环9，将托盘7放入测量球内并与连接环9处于同一高度；
步骤二，设定显压管6入液深度后与托盘7连接，显压管6上部使用连接梁5固定在测量球内壁，在托盘7与连接环9间放置受压圈8，并做密封处理；
步骤三，对受压圈8进行挤压至受压圈8形状不再变化，使得显压管6内部浸入的显压液10处于稳定状态，记录刻度数据；
步骤四，测量球测量前放置在井下巷道不同高度进行基本数据标定调试，读取不同高度条件下显压管6上的指示刻度，绘制标定曲线，并记录保存；
步骤五，将测量球环扣1挂至巷道顶板金属网上，旋转凸座2使得通气窗3沿巷道轴向方向开口，静置一段时间后，待测量球内部显压液10稳定后记录显压管6上的初始指示刻度；
步骤六，按照监测要求对测量球显压管6上的指示刻度进行周期性数据采集与记录保存；
步骤七，依据标定曲线，对采集数据进行计算与分析，得到巷道顶板的下沉量位移值。
具体的，步骤一中所述显压液10并不局限于液体，也可根据特种工作面环境要求置换为特殊气体。
具体的，步骤二中所述显压管6内径大小可依据巷道埋深确定，且显压管6含有指示刻度一侧为凸面设计，具备放大刻度功能。
具体的，步骤五中所述测量球可放置于巷道底板处，实现底板底鼓量的监测，通气窗3仍沿巷道轴向方向开口。
以上所述，仅为本发明基本方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法，其特征在于，主要包括：测量球的安装注液、测量球的基本调试、测量球的地面标定、测量球的巷道使用与巷道顶板下沉量的计算，具体步骤为：
步骤一，根据测量巷道实际埋深要求，选择相匹配的显压液在井下注入测量球内部，要求显压液液面低于连接环，将托盘放入测量球内并与连接环处于同一高度；
步骤二，设定显压管入液深度后与托盘连接，显压管上部使用连接梁固定在测量球内壁，在托盘与连接环间放置受压圈，并做密封处理；
步骤三，对受压圈进行挤压至受压圈形状不再变化，使得显压管内部浸入的显压液处于稳定状态，记录刻度数据；
步骤四，测量球测量前放置在井下巷道不同高度进行基本数据标定调试，读取不同高度条件下显压管上的指示刻度，绘制标定曲线，并记录保存；
步骤五，将测量球环扣挂至巷道顶板金属网上，旋转凸座使得通气窗沿巷道轴向方向开口，静置一段时间后，待测量球内部显压液稳定后记录显压管上的初始指示刻度；
步骤六，按照监测要求对测量球显压管上的指示刻度进行周期性数据采集与记录保存；
步骤七，依据标定曲线，对采集数据进行计算与分析，得到巷道顶板的下沉量位移值。
2.依据权利要求1所述的一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法，其特征在于：在步骤一中，所述显压液并不局限于液体，也可根据特种工作面环境要求置换为特殊气体。
3.依据权利要求1所述的一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法，其特征在于：在步骤二中，所述显压管内径可依据巷道埋深确定，且显压管含有指示刻度一侧为凸面设计，具备放大刻度功能。
4.依据权利要求1所述的一种基于压力差的巷道顶板下沉量测量球监测方法，其特征在于：在步骤五中，所述测量球可放置于巷道底板处，实现底板底鼓量的监测，通气窗仍沿巷道轴向方向开口。
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