CN202991133U - 一种巷道支护结构监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种巷道支护结构监控装置，包括控制器、支护状态监测装置、支护不良报警单元和时钟电路；所监控巷道支护结构包括U字形支撑架、巷道顶部支护锚杆组和两组巷道帮部支护锚杆组；支护状态监测装置包括多个分别布设在巷道顶部支护锚杆组中所有锚杆底端的位移传感器一、多个分别布设在巷道帮部支护锚杆组中所有锚杆外端的位移传感器二、多个分别布设在弧形支架上的监测单元一、两个分别布设在弧形支架与两个竖向立柱之间连接处的监测单元二和多个分别布设在竖向立柱上的监测单元三。本实用新型设计合理、布设方便且操作简便、使用效果好，能对巷道支护结构的受力状态与变形量进行有效监控，各监控点位置布设合理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种监控装置，尤其是涉及一种巷道支护结构监控装置。
背景技术
巷道支护结构的作用在于改善围岩稳定状态和控制围岩运动的发展速度，以维护安全的工作空间。实际使用过程中，巷道支护结构中的顶板与两帮锚杆为主要承力结构，两者相互影响，共同作为一个支护系统，保持煤帮的稳定性，给顶板支护系统提供了强有力的支点，不会出现煤层片帮而引起巷道跨度增大，导致顶板下沉剧烈、失稳和垮落等现象。同样，顶板保持稳定、完整也有利于煤帮的稳定性和减少变形，两者是相辅相成的，任何一个环节出现问题，都会影响巷道围岩的整体稳定性。因而，现如今缺少一种设计合理、布线方便且使用操作简便、使用效果好的巷道支护结构监控装置，其具有变形量与受力情况实时监控功能，使得所支护围岩的稳定性大幅提高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种巷道支护结构监控装置，其设计合理、安装布设方便且使用操作简便、使用效果好，能对整个巷道支护结构的受力状态与变形量进行有效监控，且各监控点位置布设合理。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种巷道支护结构监控装置，其特征在于：包括控制器、所监控巷道支护结构的支护状态进行实时监测的支护状态监测装置、由控制器进行控制的支护不良报警单元、对所述支护状态监测装置所监测信息进行同步显示的显示单元以及分别与控制器相接的数据存储单元、参数设置单元和时钟电路，所述数据存储单元、支护状态监测装置、支护不良报警单元和显示单元均与控制器相接；所监控巷道支护结构包括U字形支撑架、布设在所支撑巷道顶部的巷道顶部支护锚杆组和两组分别布设在所支撑巷道帮部的巷道帮部支护锚杆组，所述U字形支撑架包括弧形支架和两个分别布设在所述弧形支架左右两侧底部的竖向立柱；所述巷道顶部支护锚杆组中所有锚杆的顶端均伸入至所支护巷道的顶板内且其底端均固定在所述弧形支架上，所述巷道帮部支护锚杆组包括中所有锚杆的内端均伸入至所支护巷道帮部内侧的岩体内且其外端均固定在所述竖向立柱上；所述支护状态监测装置包括多个分别布设在所述巷道顶部支护锚杆组中所有锚杆底端的位移传感器一、多个分别布设在所述巷道帮部支护锚杆组中所有锚杆外端的位移传感器二、多个分别布设在所述弧形支架上的监测单元一、两个分别布设在所述弧形支架与两个所述竖向立柱之间连接处的监测单元二和多个分别布设在所述竖向立柱上的监测单元三，所述监测单元一包括对所布设位置处所述支护顶板的法线方向上的变形量进行实时监测的变形测量传感器一、对所布设位置处所述支护顶板的法线方向上所承受的作用力进行实时监测的力传感器一以及分别与变形测量传感器一和力传感器一相接的A/D转换电路模块一；所述监测单元二包括分别对所布设位置处与水平方向呈45°夹角的倾斜方向上的变形量与所承受作用力进行实时监测的变形测量传感器二和力传感器二，所述变形测量传感器二和力传感器二均与A/D转换电路模块二相接；所述监测单元三包括分别对所布设位置处水平方向上的变形量与所承受作用力进行实时监测的变形测量传感器三和力传感器三，所述变形测量传感器三和力传感器三均与A/D转换电路模块三相接；多个所述位移传感器一均与A/D转换电路模块四相接，多个所述位移传感器二均与A/D转换电路模块五相接，所述A/D转换电路模块一、A/D转换电路模块二、A/D转换电路模块三、A/D转换电路模块四和A/D转换电路模块五均与控制器相接。
上述一种巷道支护结构监控装置，其特征是：相邻两个所述监测单元一之间的间距由所述弧形支架的中部至两侧逐渐增大。
上述一种巷道支护结构监控装置，其特征是：多个所述监测单元二呈均匀布设。
上述一种巷道支护结构监控装置，其特征是：所述控制器为ARM微处理器。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单且投入成本低，安装布设简便。
2、电路设计合理，电路简单且接线方便。
3、使用操作简便且智能化程度高。
4、使用效果好且实用价值高，各监控点位置布设合理，能对整个巷道支护结构的受力状态与变形量进行有效监控，且能在较大程度上减小由支护结构不稳定带来的多种实际问题，大幅度提高了煤矿井下环境的安全系数。
综上所述，本实用新型设计合理、安装布设方便且使用操作简便、使用效果好，能对整个巷道支护结构的受力状态与变形量进行有效监控，且各监控点位置布设合理。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
附图标记说明:
1—控制器； 2—数据存储单元； 3—支护不良报警单元；
4—显示单元； 5—支护状态监测装置； 5-1—位移传感器一；
5-2—位移传感器二； 5-3—监测单元一；
5-31—变形测量传感器一； 5-32—力传感器一；
5-33—A/D转换电路模块一； 5-4—监测单元二；
5-41—变形测量传感器二； 5-42—力传感器二；
5-43—A/D转换电路模块二； 5-5—监测单元三；
5-51—变形测量传感器三； 5-52—力传感器三；
5-6—A/D转换电路模块四；
5-7—A/D转换电路模块五； 6—参数设置单元；
7—时钟电路。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括控制器1、所监控巷道支护结构的支护状态进行实时监测的支护状态监测装置5、由控制器1进行控制的支护不良报警单元3、对所述支护状态监测装置5所监测信息进行同步显示的显示单元4以及分别与控制器1相接的数据存储单元2、参数设置单元6和时钟电路7，所述数据存储单元2、支护状态监测装置5、支护不良报警单元3和显示单元4均与控制器1相接。所监控巷道支护结构包括U字形支撑架、布设在所支撑巷道顶部的巷道顶部支护锚杆组和两组分别布设在所支撑巷道帮部的巷道帮部支护锚杆组，所述U字形支撑架包括弧形支架和两个分别布设在所述弧形支架左右两侧底部的竖向立柱。所述巷道顶部支护锚杆组中所有锚杆的顶端均伸入至所支护巷道的顶板内且其底端均固定在所述弧形支架上，所述巷道帮部支护锚杆组包括中所有锚杆的内端均伸入至所支护巷道帮部内侧的岩体内且其外端均固定在所述竖向立柱上。所述支护状态监测装置5包括多个分别布设在所述巷道顶部支护锚杆组中所有锚杆底端的位移传感器一5-1、多个分别布设在所述巷道帮部支护锚杆组中所有锚杆外端的位移传感器二5-2、多个分别布设在所述弧形支架上的监测单元一5-3、两个分别布设在所述弧形支架与两个所述竖向立柱之间连接处的监测单元二5-4和多个分别布设在所述竖向立柱上的监测单元三5-5，所述监测单元一5-3包括对所布设位置处所述支护顶板的法线方向上的变形量进行实时监测的变形测量传感器一5-31、对所布设位置处所述支护顶板的法线方向上所承受的作用力进行实时监测的力传感器一5-32以及分别与变形测量传感器一5-31和力传感器一5-32相接的A/D转换电路模块一5-33。所述监测单元二5-4包括分别对所布设位置处与水平方向呈45°夹角的倾斜方向上的变形量与所承受作用力进行实时监测的变形测量传感器二5-41和力传感器二5-42，所述变形测量传感器二5-41和力传感器二5-42均与A/D转换电路模块二5-43相接。所述监测单元三5-5包括分别对所布设位置处水平方向上的变形量与所承受作用力进行实时监测的变形测量传感器三5-51和力传感器三5-52，所述变形测量传感器三5-51和力传感器三5-52均与A/D转换电路模块三5-53相接。多个所述位移传感器一5-1均与A/D转换电路模块5-6相接，多个所述位移传感器二5-2均与A/D转换电路模块5-7相接，所述A/D转换电路模块一5-33、A/D转换电路模块二5-43、A/D转换电路模块三5-53、A/D转换电路模块5-6和A/D转换电路模块5-7均与控制器1相接。
本实施例中，相邻两个所述监测单元一5-3之间的间距由所述弧形支架的中部至两侧逐渐增大。
本实施例中，多个所述监测单元二5-4呈均匀布设。
本实施例中，所述控制器1为ARM微处理器。
实际使用时，所述控制器1也可以采用其它类型的处理器芯片。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种巷道支护结构监控装置，其特征在于：包括控制器（1）、所监控巷道支护结构的支护状态进行实时监测的支护状态监测装置（5）、由控制器（1）进行控制的支护不良报警单元（3）、对所述支护状态监测装置（5）所监测信息进行同步显示的显示单元（4）以及分别与控制器（1）相接的数据存储单元（2）、参数设置单元（6）和时钟电路（7），所述数据存储单元（2）、支护状态监测装置（5）、支护不良报警单元（3）和显示单元（4）均与控制器（1）相接；所监控巷道支护结构包括U字形支撑架、布设在所支撑巷道顶部的巷道顶部支护锚杆组和两组分别布设在所支撑巷道帮部的巷道帮部支护锚杆组，所述U字形支撑架包括弧形支架和两个分别布设在所述弧形支架左右两侧底部的竖向立柱；所述巷道顶部支护锚杆组中所有锚杆的顶端均伸入至所支护巷道的顶板内且其底端均固定在所述弧形支架上，所述巷道帮部支护锚杆组包括中所有锚杆的内端均伸入至所支护巷道帮部内侧的岩体内且其外端均固定在所述竖向立柱上；所述支护状态监测装置（5）包括多个分别布设在所述巷道顶部支护锚杆组中所有锚杆底端的位移传感器一（5-1）、多个分别布设在所述巷道帮部支护锚杆组中所有锚杆外端的位移传感器二（5-2）、多个分别布设在所述弧形支架上的监测单元一（5-3）、两个分别布设在所述弧形支架与两个所述竖向立柱之间连接处的监测单元二（5-4）和多个分别布设在所述竖向立柱上的监测单元三（5-5），所述监测单元一（5-3）包括对所布设位置处所述支护顶板的法线方向上的变形量进行实时监测的变形测量传感器一（5-31）、对所布设位置处所述支护顶板的法线方向上所承受的作用力进行实时监测的力传感器一（5-32）以及分别与变形测量传感器一（5-31）和力传感器一（5-32）相接的A/D转换电路模块一（5-33）；所述监测单元二（5-4）包括分别对所布设位置处与水平方向呈45°夹角的倾斜方向上的变形量与所承受作用力进行实时监测的变形测量传感器二（5-41）和力传感器二（5-42），所述变形测量传感器二（5-41）和力传感器二（5-42）均与A/D转换电路模块二（5-43）相接；所述监测单元三（5-5）包括分别对所布设位置处水平方向上的变形量与所承受作用力进行实时监测的变形测量传感器三（5-51）和力传感器三（5-52），所述变形测量传感器三（5-51）和力传感器三（5-52）均与A/D转换电路模块三（5-53）相接；多个所述位移传感器一（5-1）均与A/D转换电路模块四（5-6）相接，多个所述位移传感器二（5-2）均与A/D转换电路模块五（5-7）相接，所述A/D转换电路模块一（5-33）、A/D转换电路模块二（5-43）、A/D转换电路模块三（5-53）、A/D转换电路模块四（5-6）和A/D转换电路模块五（5-7）均与控制器（1）相接。
2.按照权利要求1所述的一种巷道支护结构监控装置，其特征在于：相邻两个所述监测单元一（5-3）之间的间距由所述弧形支架的中部至两侧逐渐增大。
3.按照权利要求1或2所述的一种巷道支护结构监控装置，其特征在于：多个所述监测单元二（5-4）呈均匀布设。
4.按照权利要求1或2所述的一种巷道支护结构监控装置，其特征在于：所述控制器（1）为ARM微处理器。
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| CN108168482B (zh) * | 2017-12-29 | 2019-12-10 | 天地科技股份有限公司 | 巷道表层位移监测方法 |
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