CN116379874A - 一种煤矿巷道变形动态监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种煤矿巷道变形动态监测系统及方法，所述煤矿巷道变形动态监测系统包括巷道围岩、控制模块与至少一个检测模块；所述检测模块包括支撑架与移动底座，支撑架包括铺设于巷道围岩顶部的弧形架，弧形架上沿周向等距设置有若干监测锚柱，监测锚柱连接巷道围岩与弧形架；弧形架内设置有滑动通道，滑动通道滑动连接移动底座，移动底座上设置有第一检测组件与第二检测组件，控制模块分别电性连接第一检测组件与第二检测组件，并根据第一位移量与第二位移量进行变形情况分析。本发明降低了人为因素干扰，精确把握变形位点，提高检测准确率。

Description

一种煤矿巷道变形动态监测系统及方法

技术领域

本发明属于煤矿安全检测技术领域，涉及一种煤矿巷道变形动态监测系统及方法。

背景技术

矿井巷道是在不同岩石中沿不同方向、以不同倾角、按不同断面和长度开凿的，用于运矿、通风、排水、行人以及为冶金设备采出矿石的工程。深部开采巷道、软岩巷道围岩常发生持续的变形和破坏，使巷道断面不断缩小。现有控制巷道围岩变形较有效的支护方式是注浆加固、多采用锚杆、锚索、金属网、金属可缩支架、喷筑混凝土、壁后充填等多种方式及其组合支护。

然而，现有支护能在一定程度上解决巷道连续整修问题，但造价昂贵，且巷道修复后围岩仍处于持续变形破坏过程中，最终引起巷道围岩与支护再次发生变形破坏，导致各种安全事故。

目前，通常采用人工监测的方式对巷道的相关参数进行测量和计算，但由于巷道长度长，监测点较多，若采用人工对每一监测点进行监测，费时费力，存在较大的监测盲区，并且人工监测需要登高安装和观测，存在很大的安全风险，效率低下，受人工检测主观性强，导致准确性下降。

因此，如何实现巷道变形监测方式的无人智能化，解决监测效率低和监测准确性差的问题是非常重要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种煤矿巷道变形动态监测系统及方法，利用监测锚柱连接巷道围岩与弧形架，根据巷道围岩出现变形时，监测锚柱发生相对运动，对变形程度进行分析，降低了人为因素干扰，精确把握变形位点，提高检测准确率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种煤矿巷道变形动态监测系统，所述煤矿巷道变形动态监测系统包括巷道围岩、控制模块与至少一个检测模块；

所述巷道围岩的顶板上分布有若干连接通孔，所述检测模块包括支撑架与移动底座，所述支撑架包括铺设于巷道围岩顶部的弧形架，所述弧形架上沿周向等距设置有若干监测锚柱，所述监测锚柱的一端由所述连接通孔伸入巷道围岩内，另一端活动连接所述弧形架；

所述弧形架内设置有滑动通道，所述滑动通道滑动连接所述移动底座，所述移动底座上设置有第一检测组件与第二检测组件，所述第一检测组件用于采集所述监测锚柱伸入所述弧形架内的第一位移量，所述第二检测组件用于采集所述移动底座的第二位移量；所述控制模块分别电性连接所述第一检测组件与第二检测组件，并根据所述第一位移量与第二位移量进行变形情况分析。

本发明中利用监测锚柱连接巷道围岩与弧形架，当巷道围岩出现变形时，监测锚柱发生相对运动，逐渐向靠近或远离弧形架的方向移动，根据极限变形量，在弧形架的侧壁与滑动通道之间留有间隙，以容纳监测锚柱的位移量；利用第一检测组件采集监测锚柱伸入弧形架内的位移量，判断巷道围岩是否发生变形，分析得到变形程度，实时反映巷道围岩的变形状态；同时实时监测移动底座的滑动，根据移动底座的滑动量，确定发生变形的具体位置，无需人工监测，降低了人为因素干扰，能够及时发现变形情况，精确把握变形位点，同时避免巷道围岩发生脱落等安全隐患。

需要说明的是，本发明的巷道围岩包括顶板、底板，以及两端的侧板，将弧形架沿巷道围岩的顶板进行布设，并利用监测锚柱进行支护，提高了结构强度，能够避免顶板发生坍塌造成安全事故。另外，本发明中的检测模块为至少一个，本领域技术人员可根据巷道长度，确定检测模块的数量，并将其沿巷道的长度方向布设，进行巷道全程监测。

作为本发明一个优选技术方案，所述滑动通道内设置有弧形齿条。

优选地，所述移动底座上还设置有传动连接的移动齿轮与驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述移动齿轮进行转动，所述移动齿轮与所述弧形齿条相互啮合，以带动所述移动底座在所述滑动通道内滑动。

本发明中弧形齿条沿滑动通道延伸，利用驱动电机驱动移动齿轮转动，移动齿轮与齿条相互啮合，进而带动移动底座在滑动通道内滑动。

作为本发明一个优选技术方案，所述第一检测组件包括设置于所述移动底座上的图像采集机构，所述图像采集机构随着移动底座在所述滑动通道内移动，所述监测锚柱的表面设置有指示标记，所述图像采集机构用于采集指示标记的图像信息。

本发明在进行监测锚柱的布设时，使其一端部分伸入弧形架内，使得部分指示标记显露，在检测过程中，利用图像采集机构，能够直观地获取指示标记的变化，得到监测锚柱的位移量，进行巷道围岩的变形状态分析，提高检测结果的准确率。

优选地，所述第二检测组件包括固定于所述移动底座上的位移标尺与传感探头。

需要说明的是，本发明中的第二检测组件包括但不限于采用光栅尺、磁栅尺与容栅尺，当然可以理解的是，能够实现监测移动底座移动量的其他样式的具有位移标尺与传感探头的第二检测组件同样落入本发明的保护范围和公开范围之内，因此现有技术中已公开或新技术中未公开的其他形式的第二检测组件同样可以用于本发明中。

作为本发明一个优选技术方案，所述监测锚柱伸入所述巷道围岩的一端设置有按压部，所述监测锚柱的外周壁还套设有调节弹簧，所述调节弹簧的一端连接所述按压部，另一端固定于所述弧形架靠近巷道围岩的一侧表面。

优选地，所述弧形架靠近所述巷道围岩的一侧开设有若干检测通孔，在所述调节弹簧的作用下，所述监测锚柱由所述检测通孔向靠近或远离所述滑动通道的方向移动。

在巷道围岩发生变形后，对监测锚柱的按压部产生挤压或放松的作用力，在调节弹簧的作用下，监测锚柱由检测通孔伸入或抽出，使得指示标记发生变化，根据指示标记的变化量，得到监测锚柱的位移量。

优选地，所述监测锚柱的外周壁表面设置有刻度线。

优选地，所述监测锚柱的外周壁表面覆盖有定位色带。

本发明中的指示标记可采用刻度线或定位色带，本领域技术人员可根据实际情况进行调整。当指示标记采用刻度线时，移动底座上的图像采集机构可获取刻度线的变化量，得到监测锚柱的移动量。当指示标记采用定位色带时，定位色带可由不同颜色且等宽度的色块组成，图像采集组件采集色块图像信息，根据颜色不同，确定监测锚柱的移动量。

作为本发明一个优选技术方案，所述支撑架还包括分别设置于所述弧形架两端的第一立柱与第二立柱，所述第一立柱与第二立柱固定于所述巷道围岩的底部，所述第一立柱与第二立柱用于支撑所述弧形架。

优选地，所述弧形架的两端分别可拆卸连接所述第一立柱与第二立柱。

本发明中第一立柱与第二立柱分别对巷道围岩两端的侧板进行支护，并固定在底板上，为弧形架提供支撑力，避免发生坍塌造成安全事故。

作为本发明一个优选技术方案，所述控制模块包括主控装置，所述主控装置上设置有处理器与显示终端，所述处理器分别电性连接所述第一检测组件与第二检测组件，用于接收所述第一位移量与第二位移量数据，并进行变形程度分析，所述显示终端用于展示所述第一位移量、第二位移量与分析结果。

作为本发明一个优选技术方案，所述巷道围岩的内部还设置有报警装置，所述报警装置电性连接所述控制模块，用于发出警报。

优选地，所述报警装置包括警示灯或报警器。

优选地，所述警示灯或报警器固定于所述巷道围岩的侧壁。

第二方面，本发明提供了一种煤矿巷道变形动态监测方法，所述煤矿巷道变形动态监测方法采用第一方面所述的煤矿巷道变形动态监测系统，所述煤矿巷道变形动态监测方法包括：

(Ⅰ)选取巷道围岩内的监测区域，并布设支撑架，确定监测区域内的监测点，利用监测锚柱对监测点处的巷道围岩进行支护；

(Ⅱ)获取监测锚柱伸入弧形架内的第一位移量，控制模块根据所述第一位移量，分析判断巷道围岩的变形情况；

(Ⅲ)获取移动底座沿滑动通道滑动的第二位移量，控制模块根据所述第二位移量确定发生变形的监测点。

本发明在每一监测点处独立地设置监测锚柱，利用控制模块在整个监测区域内建立完整的通信网络，实现双向数据交互，根据第一位移量与第二位移量进行巷道围岩变形情况分析，降低了人为因素干扰，能够及时发现变形情况，精确把握变形位点，同时避免巷道围岩发生脱落等安全隐患。

作为本发明一个优选技术方案，步骤(Ⅰ)中，确保每一个所述监测锚柱伸入巷道围岩的初始位置均相等，并将所述初始位置储存于控制模块。

作为本发明一个优选技术方案，步骤(Ⅱ)中，所述变形情况的分析判断包括：

S1根据极限变形量设定预设值，驱动移动底座沿滑动通道滑动，并移动至监测点；

S2利用图像采集机构采集监测锚柱表面的图像信息，并传输至控制模块，得到第一位移量；

S3所述控制模块根据第一位移量与监测锚柱的初始位置，判断巷道围岩是否发生变形；

S4随后依据第一位移量与预设值，分析巷道围岩的变形程度。

优选地，步骤(Ⅲ)中，所述监测点的确定方式包括：

S01利用位移标尺与传感探头实时测量移动底座沿滑动通道移动的第二位移量；

S02当控制模块判断得到巷道围岩发生变形时，获取移动底座的当前第二位移量；

S03根据所述第二位移量，确定发生变形的监测点。

所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的一种煤矿巷道变形动态监测系统及方法，利用监测锚柱连接巷道围岩与弧形架，当巷道围岩出现变形时，监测锚柱发生相对运动，逐渐向靠近或远离弧形架的方向移动，根据极限变形量，在弧形架的侧壁与滑动通道之间留有间隙，以容纳监测锚柱的位移量；利用第一检测组件采集监测锚柱伸入弧形架内的位移量，判断巷道围岩是否发生变形，分析得到变形程度，实时反映巷道围岩的变形状态；同时实时监测移动底座的滑动，根据移动底座的滑动量，确定发生变形的具体位置，无需人工监测，降低了人为因素干扰，能够及时发现变形情况，精确把握变形位点，同时避免巷道围岩发生脱落等安全隐患。

附图说明

图1为本发明一个具体实施方式提供的煤矿巷道变形动态监测系统的结构示意图；

图2为本发明一个具体实施方式提供的移动底座的结构示意图；

图3为本发明一个具体实施方式提供的监测锚柱的结构示意图；

图4为本发明一个具体实施方式提供的控制模块的结构示意图。

其中，1-巷道围岩；2-检测模块；3-连接通孔；4-移动底座；5-弧形架；6-监测锚柱；7-滑动通道；8-第一检测组件；9-第二检测组件；10-弧形齿条；11-移动齿轮；12-驱动电机；13-指示标记；14-按压部；15-检测通孔；16-调节弹簧；17-第一立柱；18-第二立柱；19-主控装置；20-处理器；21-显示终端；22-报警装置。

具体实施方式

需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在一个具体实施方式中，本发明提供了一种煤矿巷道变形动态监测系统，包括巷道围岩1、控制模块与至少一个检测模块2。如图1所示，所述巷道围岩1的顶板上分布有若干连接通孔3，所述检测模块2包括支撑架与移动底座4，所述支撑架包括铺设于巷道围岩1顶部的弧形架5，所述弧形架5上沿周向等距设置有若干监测锚柱6，所述监测锚柱6的一端由所述连接通孔3伸入巷道围岩1内，另一端活动连接所述弧形架5。如图2所示，所述弧形架5内设置有滑动通道7，所述滑动通道7滑动连接所述移动底座4，所述移动底座4上设置有第一检测组件8与第二检测组件9，所述第一检测组件8用于采集所述监测锚柱6伸入所述弧形架5内的第一位移量，所述第二检测组件9用于采集所述移动底座4的第二位移量；所述控制模块分别电性连接所述第一检测组件8与第二检测组件9，并根据所述第一位移量与第二位移量进行变形情况分析。

本发明中利用监测锚柱6连接巷道围岩1与弧形架5，当巷道围岩1出现变形时，监测锚柱6发生相对运动，逐渐向靠近或远离弧形架5的方向移动，根据极限变形量，在弧形架5的侧壁与滑动通道7之间留有间隙，以容纳监测锚柱6的位移量；利用第一检测组件8采集监测锚柱6伸入弧形架5内的位移量，判断巷道围岩1是否发生变形，分析得到变形程度，实时反映巷道围岩1的变形状态；同时实时监测移动底座4的滑动，根据移动底座4的滑动量，确定发生变形的具体位置，无需人工监测，降低了人为因素干扰，能够及时发现变形情况，精确把握变形位点，同时避免巷道围岩1发生脱落等安全隐患。

本发明的巷道围岩1包括顶板、底板，以及两端的侧板，将弧形架5沿巷道围岩1的顶板进行布设，并利用监测锚柱6进行支护，提高了结构强度，能够避免顶板发生坍塌造成安全事故。另外，本发明中的检测模块2为至少一个，本领域技术人员可根据巷道长度，确定检测模块2的数量，并将其沿巷道的长度方向布设，进行巷道全程监测。

在一些实施方式中，所述滑动通道7内设置有弧形齿条10。所述移动底座4上还设置有传动连接的移动齿轮11与驱动电机12，所述驱动电机12用于驱动所述移动齿轮11进行转动，所述移动齿轮11与所述弧形齿条10相互啮合，以带动所述移动底座4在所述滑动通道7内滑动。本发明中弧形齿条10沿滑动通道7延伸，利用驱动电机12驱动移动齿轮11转动，移动齿轮11与齿条相互啮合，进而带动移动底座4在滑动通道7内滑动。

在一些实施方式中，所述第一检测组件8包括设置于所述移动底座4上的图像采集机构，所述图像采集机构随着移动底座4在所述滑动通道7内移动，所述监测锚柱6的表面设置有指示标记13，所述图像采集机构用于采集指示标记13的图像信息。本发明在进行监测锚柱6的布设时，使其一端部分伸入弧形架5内，使得部分指示标记13显露，在检测过程中，利用图像采集机构，能够直观地获取指示标记13的变化，得到监测锚柱6的位移量，进行巷道围岩1的变形状态分析，提高检测结果的准确率。

在一些实施方式中，所述第二检测组件9包括固定于所述移动底座4上的位移标尺与传感探头。本发明中的第二检测组件9包括但不限于采用光栅尺、磁栅尺与容栅尺。

在一些实施方式中，如图3所示，所述监测锚柱6伸入所述巷道围岩1的一端设置有按压部14，所述监测锚柱6的外周壁还套设有调节弹簧16，所述调节弹簧16的一端连接所述按压部14，另一端固定于所述弧形架5靠近巷道围岩1的一侧表面。所述弧形架5靠近所述巷道围岩1的一侧开设有若干检测通孔15，在所述调节弹簧16的作用下，所述监测锚柱6由所述检测通孔15向靠近或远离所述滑动通道7的方向移动。在巷道围岩1发生变形后，对监测锚柱6的按压部14产生挤压或放松的作用力，在调节弹簧16的作用下，监测锚柱6由检测通孔15伸入或抽出，使得指示标记13发生变化，根据指示标记13的变化量，得到监测锚柱6的位移量。

在一些实施方式中，所述监测锚柱6的外周壁表面设置有刻度线，巷道围岩1发生变形后，监测锚柱6由检测通孔15伸入或抽出，使得刻度线发生变化，移动底座4上的图像采集机构可获取刻度线的变化量，得到监测锚柱6的第一移动量。

在一些实施方式中，所述监测锚柱6的外周壁表面覆盖有定位色带，定位色带可由具有不同颜色且等宽度的色块拼接而成，巷道围岩1发生变形后，监测锚柱6由检测通孔15伸入或抽出，使得位于弧形架5侧壁与滑动通道7之间的色块颜色发生变化，图像采集组件采集色块的图像信息，并根据颜色不同，确定监测锚柱6的第一移动量。

在一些实施方式中，所述支撑架还包括分别设置于所述弧形架5两端的第一立柱17与第二立柱18，所述第一立柱17与第二立柱18固定于所述巷道围岩1的底部，所述第一立柱17与第二立柱18用于支撑所述弧形架5。所述弧形架5的两端分别可拆卸连接所述第一立柱17与第二立柱18，本发明中第一立柱17与第二立柱18分别对巷道围岩1两端的侧板进行支护，并固定在底板上，为弧形架5提供支撑力，避免发生坍塌造成安全事故。

在一些实施方式中，如图4所示，所述控制模块包括主控装置19，所述主控装置19上设置有处理器20与显示终端21，所述处理器20分别电性连接所述第一检测组件8与第二检测组件9，用于接收所述第一位移量与第二位移量数据，并进行变形程度分析，所述显示终端21用于展示所述第一位移量、第二位移量与分析结果。

在一些实施方式中，所述巷道围岩1的内部还设置有报警装置22，所述报警装置22电性连接所述控制模块，用于发出警报。所述报警装置22包括警示灯或报警器，且固定于所述巷道围岩1的侧壁。

在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种煤矿巷道变形动态监测方法，所述煤矿巷道变形动态监测方法采用一个具体实施方式所述的煤矿巷道变形动态监测系统，所述煤矿巷道变形动态监测方法包括：

(1)选取巷道围岩1内的监测区域，并布设支撑架，确定监测区域内的监测点，利用监测锚柱6对监测点处的巷道围岩1进行支护；

(2)获取监测锚柱6伸入弧形架5内的第一位移量，控制模块根据所述第一位移量，分析判断巷道围岩1的变形情况；

(3)获取移动底座4沿滑动通道7滑动的第二位移量，控制模块根据所述第二位移量确定发生变形的监测点。

本发明在每一监测点处独立地设置监测锚柱6，利用控制模块在整个监测区域内建立完整的通信网络，实现双向数据交互，根据第一位移量与第二位移量进行巷道围岩1变形情况分析，降低了人为因素干扰，能够及时发现变形情况，精确把握变形位点，同时避免巷道围岩1发生脱落等安全隐患。

在步骤(1)中，确保每一个所述监测锚柱6伸入巷道围岩1的初始位置均相等，并将所述初始位置储存于控制模块。

在步骤(2)中，所述变形情况的分析判断包括：

S1根据极限变形量设定预设值，驱动移动底座4沿滑动通道7滑动，并移动至监测点；

S2利用图像采集机构采集监测锚柱6表面的图像信息，并传输至控制模块，得到第一位移量；

S3所述控制模块根据第一位移量与监测锚柱6的初始位置，判断巷道围岩1是否发生变形；

S4随后依据第一位移量与预设值，分析巷道围岩1的变形程度。

在步骤(3)中，所述监测点的确定方式包括：

S01利用位移标尺与传感探头实时测量移动底座4沿滑动通道7移动的第二位移量；

S02当控制模块判断得到巷道围岩1发生变形时，获取移动底座4的当前第二位移量；

S03根据所述第二位移量，确定发生变形的监测点。

实施例1

本实施例提供了一种煤矿巷道变形动态监测系统，包括巷道围岩1、控制模块，以及沿巷道长度方向等距设置的多个检测模块2。巷道围岩1包括顶板、底板，以及两端的侧板，顶板上分布有连接通孔3。

检测模块2包括支撑架与移动底座4，支撑架包括铺设于巷道围岩1顶部的弧形架5，以及分别设置于弧形架5两端的第一立柱17与第二立柱18，且第一立柱17与第二立柱18固定于巷道围岩1的底部，用于支撑弧形架5。

弧形架5上沿周向等距设置有多个监测锚柱6，监测锚柱6的一端由巷道围岩1顶板上的连接通孔3伸入巷道围岩1内，另一端活动连接弧形架5。监测锚柱6伸入所述巷道围岩1的一端设置有按压部14，监测锚柱6的外周壁还套设有调节弹簧16，调节弹簧16的一端连接按压部14，另一端固定于弧形架5靠近巷道围岩1的一侧表面。弧形架5靠近巷道围岩1的一侧开设有多个检测通孔15，在调节弹簧16的作用下，监测锚柱6由检测通孔15向伸入或抽出。且监测锚柱6的外周壁表面还设置有刻度线，巷道围岩1发生变形后，监测锚柱6由检测通孔15伸入或抽出，使得刻度线发生变化。

弧形架5内设置有滑动通道7，滑动通道7内设置有弧形齿条10，移动底座4上设置有传动连接的移动齿轮11与驱动电机12，驱动电机12用于驱动移动齿轮11进行转动，移动齿轮11与弧形齿条10相互啮合，以带动移动底座4在滑动通道7内滑动。

移动底座4上设置有第一检测组件8与第二检测组件9。第一检测组件8包括设置于移动底座4上的图像采集机构，图像采集机构随着移动底座4在滑动通道7内移动。监测锚柱6的外周壁表面设置有刻度线，巷道围岩1发生变形后，监测锚柱6由检测通孔15伸入或抽出，使得刻度线发生变化，移动底座4上的图像采集机构采集刻度线的变化量，得到监测锚柱6的第一移动量。第二检测组件9包括固定于所述移动底座4上的位移标尺与传感探头用于采集移动底座4沿滑动通道7移动的第二位移量。

控制模块包括主控装置19，主控装置19上设置有处理器20与显示终端21，处理器20分别电性连接第一检测组件8与第二检测组件9，用于接收第一位移量与第二位移量数据，并进行变形程度分析，显示终端21用于展示第一位移量、第二位移量与分析结果。

巷道围岩1的内部还设置有警示灯，警示灯电性连接控制模块，且固定于所述巷道围岩1的侧壁。处理器20在分析巷道围岩1变形情况后，根据分析结果触发警示灯进行报警。

采用本实施例提供的煤矿巷道变形动态监测系统进行煤矿巷道变形的动态监测，具体包括如下步骤：

(1)选取巷道围岩1内的监测区域，并布设支撑架，确定监测区域内的监测点，利用监测锚柱6对监测点处的巷道围岩1进行支护，确保每一个监测锚柱6伸入巷道围岩1的初始位置(即伸入弧形架5内的初始刻度线位置)均相等，并将初始位置储存于控制模块的处理器20；

(2)根据极限变形量设定预设值，驱动移动底座4沿滑动通道7滑动，并移动至监测点；

(3)利用图像采集机构采集监测锚柱6表面刻度线的图像信息，并传输至控制模块，得到第一位移量，处理器20根据第一位移量与监测锚柱6的初始位置，判断巷道围岩1是否发生变形；

(4)随后依据第一位移量与预设值，分析巷道围岩1的变形程度，触发警示灯发出警报；

(5)利用位移标尺与传感探头实时测量移动底座4沿滑动通道7移动的第二位移量，当控制模块判断得到巷道围岩1发生变形时，获取移动底座4的当前第二位移量，以确定发生变形的监测点，并作出相应排故措施。

实施例2

本实施例提供了一种煤矿巷道变形动态监测系统，与实施例1的区别在于：监测锚柱6的外周壁表面覆盖有定位色带，定位色带可由具有不同颜色且等宽度的色块拼接而成，其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

巷道围岩1发生变形后，监测锚柱6由检测通孔15伸入或抽出，使得位于弧形架5侧壁与滑动通道7之间的色块颜色发生变化，图像采集组件采集色块的图像信息，并根据颜色不同，确定监测锚柱6的第一移动量。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种煤矿巷道变形动态监测系统，其特征在于，所述煤矿巷道变形动态监测系统包括巷道围岩、控制模块与至少一个检测模块；

所述巷道围岩的顶板上分布有若干连接通孔，所述检测模块包括支撑架与移动底座，所述支撑架包括铺设于巷道围岩顶部的弧形架，所述弧形架上沿周向等距设置有若干监测锚柱，所述监测锚柱的一端由所述连接通孔伸入巷道围岩内，另一端活动连接所述弧形架；

所述弧形架内设置有滑动通道，所述滑动通道滑动连接所述移动底座，所述移动底座上设置有第一检测组件与第二检测组件，所述第一检测组件用于采集所述监测锚柱伸入所述弧形架内的第一位移量，所述第二检测组件用于采集所述移动底座的第二位移量；所述控制模块分别电性连接所述第一检测组件与第二检测组件，并根据所述第一位移量与第二位移量进行变形情况分析。

2.根据权利要求1所述的煤矿巷道变形动态监测系统，其特征在于，所述滑动通道内设置有弧形齿条；

优选地，所述移动底座上还设置有传动连接的移动齿轮与驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述移动齿轮进行转动，所述移动齿轮与所述弧形齿条相互啮合，以带动所述移动底座在所述滑动通道内滑动。

3.根据权利要求1或2所述的煤矿巷道变形动态监测系统，其特征在于，所述第一检测组件包括设置于所述移动底座上的图像采集机构，所述图像采集机构随着移动底座在所述滑动通道内移动，所述监测锚柱的表面设置有指示标记，所述图像采集机构用于采集指示标记的图像信息；

优选地，所述第二检测组件包括固定于所述移动底座上的位移标尺与传感探头。

4.根据权利要求1-3任一项所述的煤矿巷道变形动态监测系统，其特征在于，所述监测锚柱伸入所述巷道围岩的一端设置有按压部，所述监测锚柱的外周壁还套设有调节弹簧，所述调节弹簧的一端连接所述按压部，另一端固定于所述弧形架靠近巷道围岩的一侧表面；

优选地，所述弧形架靠近所述巷道围岩的一侧开设有若干检测通孔，在所述调节弹簧的作用下，所述监测锚柱由所述检测通孔向靠近或远离所述滑动通道的方向移动；

优选地，所述监测锚柱的外周壁表面设置有刻度线；

优选地，所述监测锚柱的外周壁表面覆盖有定位色带。

5.根据权利要求1-4任一项所述的煤矿巷道变形动态监测系统，其特征在于，所述支撑架还包括分别设置于所述弧形架两端的第一立柱与第二立柱，所述第一立柱与第二立柱固定于所述巷道围岩的底部，所述第一立柱与第二立柱用于支撑所述弧形架；

优选地，所述弧形架的两端分别可拆卸连接所述第一立柱与第二立柱。

6.根据权利要求1-5任一项所述的煤矿巷道变形动态监测系统，其特征在于，所述控制模块包括主控装置，所述主控装置上设置有处理器与显示终端，所述处理器分别电性连接所述第一检测组件与第二检测组件，用于接收所述第一位移量与第二位移量数据，并进行变形程度分析，所述显示终端用于展示所述第一位移量、第二位移量与分析结果。

7.根据权利要求1-6任一项所述的煤矿巷道变形动态监测系统，其特征在于，所述巷道围岩的内部还设置有报警装置，所述报警装置电性连接所述控制模块，用于发出警报；

优选地，所述报警装置包括警示灯或报警器；

优选地，所述警示灯或报警器固定于所述巷道围岩的侧壁。

8.一种煤矿巷道变形动态监测方法，其特征在于，所述煤矿巷道变形动态监测方法采用权利要求1-7任一项所述的煤矿巷道变形动态监测系统，所述煤矿巷道变形动态监测方法包括：

(Ⅰ)选取巷道围岩内的监测区域，并布设支撑架，确定监测区域内的监测点，利用监测锚柱对监测点处的巷道围岩进行支护；

(Ⅱ)获取监测锚柱伸入弧形架内的第一位移量，控制模块根据所述第一位移量，分析判断巷道围岩的变形情况；

(Ⅲ)获取移动底座沿滑动通道滑动的第二位移量，控制模块根据所述第二位移量确定发生变形的监测点。

9.根据权利要求8所述的煤矿巷道变形动态监测方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，确保每一个所述监测锚柱伸入巷道围岩的初始位置均相等，并将所述初始位置储存于控制模块。

10.根据权利要求9所述的煤矿巷道变形动态监测方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)中，所述变形情况的分析判断包括：

S1根据极限变形量设定预设值，驱动移动底座沿滑动通道滑动，并移动至监测点；

S2利用图像采集机构采集监测锚柱表面的图像信息，并传输至控制模块，得到第一位移量；

S3所述控制模块根据第一位移量与监测锚柱的初始位置，判断巷道围岩是否发生变形；

S4随后依据第一位移量与预设值，分析巷道围岩的变形程度；

优选地，步骤(Ⅲ)中，所述监测点的确定方式包括：

S01利用位移标尺与传感探头实时测量移动底座沿滑动通道移动的第二位移量；

S02当控制模块判断得到巷道围岩发生变形时，获取移动底座的当前第二位移量；

S03根据所述第二位移量，确定发生变形的监测点。

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