CN116399479A - 一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法,属于监测设备技术领域。该动压巷道区段煤柱的应力监测装置,包括监测模块、煤柱和锚杆,从而作用在锚杆上使得锚杆驱动弹簧板移动,再利用电位器探测弹簧板的移动位移量即可推算出煤柱此处所受的应力,然后通过煤柱上安装的数个监测模块即可获取煤柱的多处应力数据,绘制煤柱的应力分布图,对于研究煤柱在动压巷道的环境下应力的变化有基础性的作用,而且采集比较直接方便,成本偏低、精度满足要求,通过两个监测模块之间通过锚杆连接,监测模块又通过防崩索连接在锚杆上,不仅能够降低监测模块飞出的距离,还能降低监测模块飞出后的动能,从而提高安全性。

Description

一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及监测设备技术领域,具体而言,涉及一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法。
背景技术
巷道煤柱是在巷道开采的过程中将两个巷道之间的煤留下不开采,从而形成煤柱,这种煤柱用于支撑巷道。随着支撑巷道的深入,煤柱实际上占用了不少可以开采的煤。因此在实际施工时都是在保证支撑作用的前提下尽量缩小煤柱。而开采过程中由于煤层的支撑消失,巷道所受的应力实际上是变化,特别是动压巷道区段,巷道的应力、冲击力频繁变化,这部分应力又主要通过煤柱进行支撑、抵消,因此研究煤柱应力的变化有助于为后续的开采、巷道预警提供数据基础,更可以为后续的煤柱应力变化研究提供基础,以在满足煤柱支撑要求的前提下尽量缩小煤柱的要求。但目前还没有对煤柱应力进行监测的技术,针对临涣煤矿六采区轨道大巷保护煤柱和1069采煤工作面风巷区段保护煤柱,设计了一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法,其能够监测煤柱的应力变化。
发明内容
为了弥补以上不足,本发明提供了一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提供了一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法,包括监测模块、煤柱和锚杆。
所述监测模块设置有若干组,所述监测模块包括止退板、弹簧板、挤压板、锁紧件和监测组件,所述止退板、所述弹簧板、所述挤压板、所述锁紧件均套装在所述锚杆上,所述监测组件固定安装在所述止退板的侧面,所述弹簧板设置在所述监测组件的底部,所述锁紧件设置在所述挤压板的侧面,所述弹簧板的侧面设置有挤压侧板,所述弹簧板的底部设置有挤压轮,所述挤压轮固定安装在所述止退板上,所述挤压侧板与所述监测组件的监测轮架压紧传动,所述挤压板的两侧分别固定连接有牵拉半槽,所述锁紧件上设置有锁紧连接部分,所述锚杆固定安装在所述煤柱上且与若干个所述监测模块固定安装,所述监测模块固定安装在所述煤柱上,所述锁紧连接部分上固定安装有防崩头,所述防崩头的侧面固定安装有防崩索,所述防崩索的另一端固定连接有滑套,所述滑套滑动连接在所述锚杆上。
在上述实现过程中,通过煤柱受到应力时会发生变形,从而作用在锚杆上使得锚杆驱动弹簧板移动,再利用电位器探测弹簧板的移动位移量即可推算出煤柱此处所受的应力,然后通过煤柱上安装的数个监测模块即可获取煤柱的多处应力数据,绘制煤柱的应力分布图,对于研究煤柱在动压巷道的环境下应力的变化有基础性的作用,而且采集比较直接方便,成本偏低、精度满足要求,通过两个监测模块之间通过锚杆连接,监测模块又通过防崩索连接在锚杆上,不仅能够降低监测模块飞出的距离,还能降低监测模块飞出后的动能,从而提高安全性。
在一种具体的实施方案中,所述监测组件包括监测板、监测盖、监测滑块,所述监测板上开设有监测滑槽,所述监测滑块滑动连接在所述监测滑槽中。
在上述实现过程中,通过监测滑块滑动连接在监测滑槽中,可以方便监测组件进行运转。
在一种具体的实施方案中,所述监测轮架与所述监测滑块固定安装,所述监测轮架上固定安装有电位器。
在上述实现过程中,电位器的可以使得监测组件进行运转时,发生信号,使得整体监测组件进行使用。
在一种具体的实施方案中,所述弹簧板设置为弧形弹簧板,所述锁紧件与所述锚杆的端头通过螺旋旋合固定。
在上述实现过程中,通过锁紧件与所述锚杆的端头通过螺旋旋合固定,可以使得锁紧件进行固定安装,使得锁紧件安装更加牢固。
在一种具体的实施方案中,所述弹簧板的底部开设有挤压滑槽,所述挤压轮与所述挤压滑槽滑动且卡合转动连接。
在上述实现过程中,通过挤压轮在挤压滑槽中滑动且卡合转动连接,可以使得挤压轮进行转动和移动,便于配合挤压侧板的移动。
在一种具体的实施方案中,所述挤压板上设置有控制盒。
在上述实现过程中,控制盒的设置,用于对电位器供电、获取电位器信号、与中央服务器进行通讯。
本发明还提供了该种动压巷道区段煤柱的应力监测装置的使用方法,包括以下步骤:
S1.设备安装:将电位器和监测模块完成安装;
S2.推算处煤柱所受的应力:通过煤柱受到应力时会发生变形,从而作用在锚杆上使得锚杆驱动弹簧板移动,再利用电位器探测弹簧板的移动位移量即可推算出煤柱此处所受的应力;
S3.采集煤柱在动压巷道的环境下应力的变化:通过煤柱上安装的数个监测模块即可获取煤柱的多处应力数据,绘制煤柱的应力分布图,对于研究煤柱在动压巷道的环境下应力的变化有基础性的作用,而且采集比较直接方便,成本偏低、精度满足要求;
S4.提高装置安全性:通过两个监测模块之间通过锚杆连接,监测模块又通过防崩索连接在锚杆上,不仅能够降低监测模块飞出的距离,还能降低监测模块飞出后的动能,从而提高安全性。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
一、本发明通过煤柱受到应力时会发生变形,从而作用在锚杆上使得锚杆驱动弹簧板移动,再利用电位器探测弹簧板的移动位移量即可推算出煤柱此处所受的应力,然后通过煤柱上安装的数个监测模块即可获取煤柱的多处应力数据,绘制煤柱的应力分布图,对于研究煤柱在动压巷道的环境下应力的变化有基础性的作用,而且采集比较直接方便,成本偏低、精度满足要求。
二、本发明通过两个监测模块之间通过锚杆连接,监测模块又通过防崩索连接在锚杆上,不仅能够降低监测模块飞出的距离,还能降低监测模块飞出后的动能,从而提高安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明提供的结构示意图;
图2为本发明提供的监控模块的结构示意图;
图3为本发明提供的监测板、监测盖和监测滑块的连接示意图;
图4为本发明提供的监测板的结构示意图。
图中:100、监测模块;110、止退板;120、弹簧板;1211、挤压滑槽;121、挤压侧板;130、挤压板;131、牵拉半槽;132、控制盒;140、锁紧件;141、锁紧连接部分;150、监测组件;151、监测轮架;1511、电位器;152、监测板;1521、监测滑槽;153、监测盖;154、监测滑块;160、挤压轮;200、煤柱;210、锚杆;220、防崩头;221、防崩索;222、滑套。
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描述。
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图4,本发明提供了一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法,包括监测模块100、煤柱200和锚杆210。
监测模块100设置有若干组,监测模块100包括止退板110、弹簧板120、挤压板130、锁紧件140和监测组件150,止退板110、弹簧板120、挤压板130、锁紧件140均套装在锚杆210上,监测组件150固定安装在止退板110的侧面,弹簧板120设置在监测组件150的底部,锁紧件140设置在挤压板130的侧面,弹簧板120的侧面设置有挤压侧板121,弹簧板120的底部设置有挤压轮160,挤压轮160固定安装在止退板110上,挤压侧板121与监测组件150的监测轮架151压紧传动,挤压板130的两侧分别固定连接有牵拉半槽131,锁紧件140上设置有锁紧连接部分141,锚杆210固定安装在煤柱200上且与若干个监测模块100固定安装,监测模块100固定安装在煤柱200上,锁紧连接部分141上固定安装有防崩头220,防崩头220的侧面固定安装有防崩索221,防崩索221的另一端固定连接有滑套222,滑套222滑动连接在锚杆210上,通过煤柱200受到应力时会发生变形,从而作用在锚杆210上使得锚杆210驱动弹簧板120移动,再利用电位器1511探测弹簧板120的移动位移量即可推算出煤柱200此处所受的应力,然后通过煤柱200上安装的数个监测模块100即可获取煤柱200的多处应力数据,绘制煤柱200的应力分布图,对于研究煤柱200在动压巷道的环境下应力的变化有基础性的作用,而且采集比较直接方便,成本偏低、精度满足要求,通过两个监测模块100之间通过锚杆210连接,监测模块100又通过防崩索221连接在锚杆210上,不仅能够降低监测模块100飞出的距离,还能降低监测模块100飞出后的动能,从而提高安全性。
在一些具体的实施方案中,监测组件150包括监测板152、监测盖153、监测滑块154,监测板152上开设有监测滑槽1521,监测滑块154滑动连接在监测滑槽1521中,通过监测滑块154滑动连接在监测滑槽1521中,可以方便监测组件150进行运转。
在一些具体的实施方案中,监测轮架151与监测滑块154固定安装,监测轮架151上固定安装有电位器1511,电位器1511的可以使得监测组件150进行运转时,发生信号,使得整体监测组件150进行使用。
在一些具体的实施方案中,弹簧板120设置为弧形弹簧板120,锁紧件140与锚杆210的端头通过螺旋旋合固定,通过锁紧件140与锚杆210的端头通过螺旋旋合固定,可以使得锁紧件140进行固定安装,使得锁紧件140安装更加牢固。
在一些具体的实施方案中,弹簧板120的底部开设有挤压滑槽1211,挤压轮160与挤压滑槽1211滑动且卡合转动连接,通过挤压轮160在挤压滑槽1211中滑动且卡合转动连接,可以使得挤压轮160进行转动和移动,便于配合挤压侧板121的移动。
在一些具体的实施方案中,挤压板130上设置有控制盒132,控制盒132的设置,用于对电位器1511供电、获取电位器1511信号、与中央服务器进行通讯。
本发明还提供了该种动压巷道区段煤柱的应力监测装置的使用方法,包括以下步骤:
S1.设备安装:将电位器1511和监测模块100完成安装;
S2.推算处煤柱所受的应力:通过煤柱200受到应力时会发生变形,从而作用在锚杆210上使得锚杆210驱动弹簧板120移动,再利用电位器1511探测弹簧板120的移动位移量即可推算出煤柱200此处所受的应力;
S3.采集煤柱在动压巷道的环境下应力的变化:通过煤柱200上安装的数个监测模块100即可获取煤柱200的多处应力数据,绘制煤柱200的应力分布图,对于研究煤柱200在动压巷道的环境下应力的变化有基础性的作用,而且采集比较直接方便,成本偏低、精度满足要求;
S4.提高装置安全性:通过两个监测模块100之间通过锚杆210连接,监测模块100又通过防崩索221连接在锚杆210上,不仅能够降低监测模块100飞出的距离,还能降低监测模块100飞出后的动能,从而提高安全性。
该动压巷道区段煤柱200的应力监测装置的工作原理:使用时,通过煤柱200受到应力时会发生变形,从而作用在锚杆210上使得锚杆210驱动弹簧板120移动,再利用电位器1511探测弹簧板120的移动位移量即可推算出煤柱200此处所受的应力,然后通过煤柱200上安装的数个监测模块100即可获取煤柱200的多处应力数据,绘制煤柱200的应力分布图,对于研究煤柱200在动压巷道的环境下应力的变化有基础性的作用,而且采集比较直接方便,成本偏低、精度满足要求,通过两个监测模块100之间通过锚杆210连接,监测模块100又通过防崩索221连接在锚杆210上,不仅能够降低监测模块100飞出的距离,还能降低监测模块100飞出后的动能,从而提高安全性。
以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
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,任何熟悉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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法,其特征在于,包括
监测模块(100),所述监测模块(100)设置有若干组,所述监测模块(100)包括止退板(110)、弹簧板(120)、挤压板(130)、锁紧件(140)和监测组件(150),所述止退板(110)、所述弹簧板(120)、所述挤压板(130)、所述锁紧件(140)均套装在所述锚杆(210)上,所述监测组件(150)固定安装在所述止退板(110)的侧面,所述弹簧板(120)设置在所述监测组件(150)的底部,所述锁紧件(140)设置在所述挤压板(130)的侧面,所述弹簧板(120)的侧面设置有挤压侧板(121),所述弹簧板(120)的底部设置有挤压轮(160),所述挤压轮(160)固定安装在所述止退板(110)上,所述挤压侧板(121)与所述监测组件(150)的监测轮架(151)压紧传动,所述挤压板(130)的两侧分别固定连接有牵拉半槽(131),所述锁紧件(140)上设置有锁紧连接部分(141);
煤柱(200)和锚杆(210),所述锚杆(210)固定安装在所述煤柱(200)上且与若干个所述监测模块(100)固定安装,所述监测模块(100)固定安装在所述煤柱(200)上,所述锁紧连接部分(141)上固定安装有防崩头(220),所述防崩头(220)的侧面固定安装有防崩索(221),所述防崩索(221)的另一端固定连接有滑套(222),所述滑套(222)滑动连接在所述锚杆(210)上。
2.根据权利要求1所述的一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法,其特征在于,所述监测组件(150)包括监测板(152)、监测盖(153)、监测滑块(154),所述监测板(152)上开设有监测滑槽(1521),所述监测滑块(154)滑动连接在所述监测滑槽(1521)中。
3.根据权利要求2所述的一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法,其特征在于,所述监测轮架(151)与所述监测滑块(154)固定安装,所述监测轮架(151)上固定安装有电位器(1511)。
4.根据权利要求1所述的一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法,其特征在于,所述弹簧板(120)设置为弧形弹簧板(120),所述锁紧件(140)与所述锚杆(210)的端头通过螺旋旋合固定。
5.根据权利要求1所述的一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法,其特征在于,所述弹簧板(120)的底部开设有挤压滑槽(1211),所述挤压轮(160)与所述挤压滑槽(1211)滑动且卡合转动连接。
6.根据权利要求1所述的一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置及其使用方法,其特征在于,所述挤压板(130)上设置有控制盒(132)。
7.一种动压巷道区段煤柱的应力监测装置,其特征在于,包括以下步骤:
S1.设备安装:将电位器(1511)和监测模块(100)完成安装;
S2.推算处煤柱所受的应力:通过煤柱(200)受到应力时会发生变形,从而作用在锚杆(210)上使得锚杆(210)驱动弹簧板(120)移动,再利用电位器(1511)探测弹簧板(120)的移动位移量即可推算出煤柱(200)此处所受的应力;
S3.采集煤柱在动压巷道的环境下应力的变化:通过煤柱(200)上安装的数个监测模块(100)即可获取煤柱(200)的多处应力数据,绘制煤柱(200)的应力分布图,对于研究煤柱(200)在动压巷道的环境下应力的变化有基础性的作用,而且采集比较直接方便,成本偏低、精度满足要求;
S4.提高装置安全性:通过两个监测模块(100)之间通过锚杆(210)连接,监测模块(100)又通过防崩索(221)连接在锚杆(210)上,不仅能够降低监测模块(100)飞出的距离,还能降低监测模块(100)飞出后的动能,从而提高安全性。
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