CN111551121A - 一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种监测巷道围岩位移量的装置及监测方法，除最下方空心连杆外，其余连杆内外壁均有螺纹，双直齿轮用直杆固定，履带紧铺于直杆上，每个空心连杆与下方连杆通过螺纹连接，摇动手摇把带动履带，直杆转动齿轮从而带动连杆依次上升；连杆到达顶部时，弱磁性磁铁吸附于巷道围岩孔中垂下的多点位移计触头，此时按下双动开关，激光源发射一束激光，光电子原件接收反射激光并计算出路径距离，将模拟信号传递给转换单元及显示单元。再次摇动手摇把至弱磁性磁铁抵到多点位移计测盘，重复上述操作，得出测量结果，两次结果之差即为巷道围岩位移量。本发明具有体积小、精度高、方便携带等特点，测量步骤简单且结果易于读取。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测装置及监测方法，尤其涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法。
背景技术
煤矿开采行业近年来正以较高的发展速度稳步发展,为我国源源不断地提供着大量的煤炭资源。煤矿开采过程中最重要的就是效率和安全。顶板事故是煤矿事故中最常见的事故，特别是局部冒顶事故，对煤矿开采的危害极大，因此掌握顶板位移量是煤矿开采的重点监测对象，当前煤矿顶板所采用监测设备主要是DW系列多点位移计，主要由基点锚头、测绳、套盘及内外测筒组成，目前这种多点位移计主要依靠人工读数，读数误差大，容易受巷道黑暗环境的影响。为此，基于矿用多点位移计，在实际开采过程中，设计一种便于携带、测量顶板位移量精确的装置是十分必要的，是保证煤矿开采安全的必要措施。
发明内容
本发明提出一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，该装置采用光程计算距离，可以计算DW系列多点位移计不同基点锚头所对应的顶板位移，该装置具有体积小、精度高、单人可操作等特点，操作简单且易于读取。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，其中，所述弱磁性磁铁固定在所述若干空心连杆最上方连杆一侧，所述平面镜固定在所述弱磁性磁铁背部，所述电池仓固定在所述若干空心连杆最下方连杆内部左侧，除所述若干空心连杆最下方连杆外，其余所述若干空心连杆内外壁为螺纹状结构，所述双直齿轮通过所述直杆连接固定于所述若干空心连杆内，每一节所述连杆上固定两个所述齿轮，所述履带紧铺与所述直杆上，所述履带一端固定于最下方所述双直齿轮上，另一端缠绕于收线盒内，所述双动开关固定在所述电池仓附近，所述激光源与所述双动开关相连，所述光电子原件与所述激光源相连并接收所述平面镜反射回来的激光，所述转换单元一侧连接所述光电子原件，另一侧连接所述显示单元，所述手摇把固定在所述若干空心连杆最下方连杆一侧，所述可收缩卡扣固定在所述手摇把上方，通过手摇把带动履带从而转动齿轮，所述若干空心连杆通过自身螺纹旋转依次缓慢上升。所述防爆仓置于所述若干空心连杆最下方连杆内部。若顶板内位移发生变化，所述多点位移计基点锚头发生不同程度的下降，通过摇动所述手摇把带动所述齿轮旋转，带有螺纹状的所述若干空心连杆依次上升，当所述弱磁性磁铁吸附于所述多点位移计基点锚头，按下所述双动开关，发射所述激光源，所述光电子原件接收并处理反射回来的激光，所述转换单元将所述光电子原件传递的模拟信号转化为数字信号，所述显示单元将所述数字信号显示，此时继续摇动所述手摇把直至所述多点位移计套盘，重复上述操作，测得两次结果之差即为所述顶板位移量。
本发明涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，其中所述光电子原件、所述转换单元、所述显示单元等用细导线相连。
本发明涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，其中所述若干空心连杆数目为4-5个，所述若干空心连杆通过内外壁螺纹相互契合且可上下移动。
本发明涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，其中所述可伸缩卡扣固定在所述手摇把上方，用于当所述装置不能完全伸出时固定住所述若干空心连杆。
本发明涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，其中所述齿轮可以双向旋转，用于伸缩所述若干空心连杆。
本发明涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，其中所述履带紧铺与所述若干双齿轮之间直杆上。
本发明涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，其中所述转换单元内含A/D转换器，用于接收所述光电子原件传递的模拟信号并将其转换为数字信号。
本发明涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，优选地，其中所述光电子原件为光敏电阻。
本发明涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，优选地，其中所述若干空心连杆最下方连杆材质为有机玻璃，其余所述若干空心连杆材质为质量较轻的铝。
本发明涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，优选地，其中所述弱磁性磁铁及防爆仓厚度较薄且不足1cm。
本发明涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，优选地，其中所述防爆仓为玻璃材质。
本发明涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，优选地，其中所述若干空心连杆最上方连杆内径不大于煤矿巷道顶板钻孔内径。
本发明涉及一种监测巷道围岩顶板位移的装置及监测方法，优选地，其中所述若干空心连杆每节杆长约0.8-1m。
本发明的有益效果:
弱磁性磁铁的存在使得触碰多点位移计的基点锚头位置准确。手摇把带动履带从而转动齿轮，实现了手动伸缩杆，使操作更加方便。激光测距使得测量结果更加准确，最大限度的防止了外界因素的干扰。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1是本发明在巷道中应用的结构示意图。
图2是本发明侧视图。
图3是本发明中手摇把、齿轮及连杆结构示意图。
图4是本发明中履带及齿轮的结构示意图。
附图标记说明：1-弱磁性磁铁；2-平面镜；3-若干空心连杆；4-齿轮；5-手摇把；6-双动开关；7-电池仓；8-激光源；9-防爆仓；10-光电子原件；11-转换单元；12-显示单元；13-收线盒；14-履带；15-直杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1至图4所示，根据本发明的实施例，提供了一种监测巷道围岩顶板位移的装置，包括弱磁性磁铁1及平面镜2，若干空心连杆32、33、34结构内外壁锯齿相互契合且可移动，手摇把5与最下方齿轮4相连接，双动开关6控制激光源8，光电子原件10设置在平面镜2正下方对应的位置。转换单元11内含A/D转换器设置在光电子原件10右侧，显示单元12设置在若干空心连杆31内部最右侧，，履带14一端在最下方直杆15上，另一端缠绕于收线盒13内，履带14紧铺在直杆15上，电池仓7为若干空心连杆下方测量系统供电。防爆仓9笼罩整个电路系统以防引发爆炸。
本发明使用时，当巷道顶板发生局部或整体位移，巷道顶板中的矿用多点位移计垂下的若干基点锚头会发生不同程度的伸缩，此时将本发明装置放置于顶板钻孔正下方，缓慢摇动手摇把5带动履带14及齿轮4，使得若干空心连杆3由于自身螺纹状结构缓慢上升，直至弱磁性磁铁1吸附于基点锚头上，可此时按下双动开关6，激光源8通过电池仓7供电发出激光，射在平面镜2上，光电子原件10通过阻值或其他物理量的变化，将模拟信号传递给转换单元11，转换单元11将接收到的模拟信号转化为数字信号并向显示单元12传递，此时记录显示单元12读数，继续摇动手摇把5直至若干空心连杆3最上方连杆到达多点位移计测盘，重复上述操作，记录显示单元新数据，两者之差即为顶板局部位移量。
需要指出的是：上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种监测巷道围岩位移量的装置及监测方法，其特征在于，包括：
若干空心连杆，可通过手摇把摇动齿轮带动履带缓慢依次上下移动；
弱磁性磁铁及其背面平面镜，其固定在所述若干空心连杆最上方连杆一侧；
双动开关，其固定在所述若干空心连杆最下方连杆左侧，用于控制激光源发射及关闭；
电池仓，其固定在所述若干空心连杆最下方连杆左侧，用于为激光源及下方测量单元供电；
防爆仓，呈环状置于所述若干空心连杆最下方连杆内；
光电子原件，其固定在所述若干空心连杆最下方连杆，用于接收并处理反射回来的激光信号；
齿轮，为双直齿轮用直杆固定在齿轮上；
履带，为直履带紧铺在直杆上；
收线盒，内含发条弹簧，所述履带绕在收线盒内；
转换单元，其左端与所述光电子原件相连，用于将接收到的模拟信号转化为数字信号；
显示单元，其左端与所述转换单元相连，显示接收到的数字信号。
2.根据权利要求1所述的一种监测巷道围岩位移量的装置及监测方法，其特征在于：所述平面镜镶嵌在所述弱磁性磁铁背部。
3.根据权利要求1所述的一种监测巷道围岩位移量的装置及监测方法，其特征在于：除所述最下方空心连杆外，其余所述若干空心连杆内外壁为螺纹状相互契合，除所述最下方空心连杆外其余所述若干空心连杆可通过手摇把带动齿轮上升。
4.根据权利要求1所述的一种监测巷道围岩位移量的装置及监测方法，其特征在于：所述光电子原件，优选地，为光敏电阻。
5.根据权利要求1所述的一种监测巷道围岩位移量的装置及监测方法，其特征在于：所述转换单元内置A/D转换器。
6.根据权利要求1所述的一种监测巷道围岩位移量的装置及监测方法，其特征在于：所述手摇把把手附近设有可推进或拔出的可伸缩卡扣，用于所述空心连杆不能全部伸出时固定所述齿轮及手摇把。
7.根据权利要求1所述的一种监测巷道围岩位移量的装置及监测方法，其特征在于：所述齿轮固定于所述若干空心连杆两侧。
8.根据权利要求3所述的一种监测巷道围岩位移量的装置及监测方法，其特征在于：所述若干空心连杆最下方连杆及防爆仓为透明玻璃。
9.根据权利要求7所述的一种监测巷道围岩位移量的装置及监测方法，其特征在于：所述齿轮采用双直齿轮正对结构，中间用直杆相连并固定。
10.根据权利要求1所述的一种监测巷道围岩位移量的装置及监测方法，其特征在于：所述履带为橡胶材质，一侧固定于所述若干空心连杆内最下方直杆上，另一侧缠绕在收线盒内。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114413766A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-29 | 义煤集团宜阳义络煤业有限责任公司 | 一种煤矿巷道矿压监测方法及监测系统 |
| CN114910004A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-16 | 中国矿业大学 | 一种基于激光测距的伸缩式多点位移计及其使用方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204439027U (zh) * | 2015-03-18 | 2015-07-01 | 张志刚 | 感应读数伸缩尺 |
| CN204555958U (zh) * | 2015-05-07 | 2015-08-12 | 滕州市东大矿业有限责任公司 | 激光测距式顶板动态监测仪 |
| CN206073902U (zh) * | 2016-10-11 | 2017-04-05 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤矿巷道顶底板变形测量装置 |
| CN206920606U (zh) * | 2017-07-03 | 2018-01-23 | 深圳市摩天射频技术有限公司 | 一种手持式激光测距装置 |
| CN109869167A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-11 | 中南大学 | 一种隧道钢拱架防屈服伺服系统及变形控制方法 |
| CN110030939A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-07-19 | 中铁十四局集团有限公司 | 一种围岩线性位移测量装置及方法 |
-
2020
- 2020-06-25 CN CN202010592987.6A patent/CN111551121A/zh active Pending
-
2021
- 2021-05-11 ZA ZA2021/03170A patent/ZA202103170B/en unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204439027U (zh) * | 2015-03-18 | 2015-07-01 | 张志刚 | 感应读数伸缩尺 |
| CN204555958U (zh) * | 2015-05-07 | 2015-08-12 | 滕州市东大矿业有限责任公司 | 激光测距式顶板动态监测仪 |
| CN206073902U (zh) * | 2016-10-11 | 2017-04-05 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤矿巷道顶底板变形测量装置 |
| CN206920606U (zh) * | 2017-07-03 | 2018-01-23 | 深圳市摩天射频技术有限公司 | 一种手持式激光测距装置 |
| CN110030939A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-07-19 | 中铁十四局集团有限公司 | 一种围岩线性位移测量装置及方法 |
| CN109869167A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-11 | 中南大学 | 一种隧道钢拱架防屈服伺服系统及变形控制方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114413766A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-29 | 义煤集团宜阳义络煤业有限责任公司 | 一种煤矿巷道矿压监测方法及监测系统 |
| CN114413766B (zh) * | 2022-01-24 | 2024-03-26 | 义煤集团宜阳义络煤业有限责任公司 | 一种煤矿巷道矿压监测方法及监测系统 |
| CN114910004A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-16 | 中国矿业大学 | 一种基于激光测距的伸缩式多点位移计及其使用方法 |
| CN114910004B (zh) * | 2022-05-26 | 2023-01-31 | 中国矿业大学 | 一种基于激光测距的伸缩式多点位移计及其使用方法 |
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|---|---|
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