CN206556578U - 一种大量程条带煤柱水平变形监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大量程条带煤柱水平变形监测仪，属于煤矿安全监测领域，大量程条带煤柱水平变形监测仪由数据采集箱、固定管、锚爪、显示窗、信号线、铭牌、尺条和测线组成；数据采集箱内设置两个滚轮，滚轮与齿轮组相连接，齿轮组连接电位器，测线拉伸移动而带动齿轮组转动，最终带动电位器转动，改变电位器的输出信号。本设备结构简单，监测方法简便易行，可对条带煤柱的水平变形进行直接监测，实验结果更加精准可靠，可以广泛应用于采矿工程、岩土工程的科学研究中。

Description

一种大量程条带煤柱水平变形监测仪

技术领域

本实用新型涉及一种矿井岩体变形监测装置，尤其涉及一种大量程条带煤柱水平变形监测仪。

背景技术

在煤矿开采中，条带开采由于能有效控制上覆岩层和地表的沉陷，保护地面建（构）筑物和生态环境，广泛应用于“三下”深部煤层的开采。由于条带开采仅部分的采出煤层煤炭，保留了部分煤炭，对遗留的条带煤柱变形进行监测，可以分析研究条带煤柱的稳定性能，评价其对上覆岩层的支撑效果，保证煤矿的安全开采。

对于条带煤柱水平变形的监测，通常在煤柱进入采空区前后，对工作面外临近的区段巷道进行变形监测，以此反推条带煤柱的状态和性能。该方法监测和研究的直接对象是区段巷道，对条带煤柱是间接推理研究的，该方法对条带煤柱的研究结果必然存在偏误。

并且，随着煤炭资源的不断开采，浅部资源逐渐减少，煤矿开采不得不向深井延伸。深部开采存在高地压、高渗透压和具有强烈开采扰动的特点，导致条带煤柱在深部开采中变形较大。以往使用的水平变形监测设备不能满足深井煤柱大变形的需要，因此设计了大量程水平变形监测仪监测深部条带煤柱及岩体的水平变形。

发明内容

本实用新型的目的是，提供一种结构简单、灵活、简便，实验结果真实、准确的大量程条带煤柱水平变形监测仪。

本实用新型为实现上述目的需要解决的技术问题是，如何将条带煤柱的大变形利用辅助设施转变为小变形进行监测，进而将变形量转化为电信号输出，以保证监测结果容易读取的技术问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种大量程条带煤柱水平变形监测仪，整体呈中字型，包括数据采集箱、固定管、锚爪、显示窗、信号线、铭牌、尺条和测线；其中，所述固定管焊接在数据采集箱上，放入预先打好钻孔的条带煤柱内部。

所述数据采集箱内设置两个滚轮，监测仪测线的起始端头分别与煤体中测点处的锚爪相连；所述测线另一端缠绕在仪器端头中的滚轮上，滚轮与齿轮组相连接，齿轮组连接电位器；安装在煤体表面的尾盒随煤体横向变形而移动，致使测线移动而带动齿轮组转动，最终带动电位器转动，改变电位器的输出信号。

其特征在于，所述可回弹的滚轮不仅可以实现测线拉伸长度的测量，而且实现了测线回弹量的测量；所述增加的齿轮组装置，将条带煤柱的大变形转化为电位计齿轮小变形，增大了监测仪的测量范围。

所述煤体水平变形监测仪设置三个感应点，分别为深部测点、浅部测点和表面基准点，所监测数据分别为测点与表面基准点的相对值，每个监测仪可以完成对煤体内两个深度的水平位移监测。

上述技术方案直接带来的技术效果是，通过齿轮组和电位计的调节，可以实现将条带煤柱的大变形转化为小变形，通过电信号的方式显示出来，方便测量读取。

综上所述，本实用新型相对于现有技术，具有结构简单、安装方便，监测结果真实准确等有益效果。

附图说明

图1为本实用新型的大量程条带煤柱水平变形监测仪结构示意图。

图2为本实用新型的数据采集箱结构图。

图3为本实用新型的条带煤柱水平变形监测仪的布置平面图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的大量程条带煤柱水平变形监测仪，整体呈中字型，包括数据采集箱1、固定管2、锚爪3、显示窗4、信号线5、铭牌6、尺条7和测线8；其中，固定管2竖立焊在数据采集箱1上，锚爪3通过测线8穿过固定管2和数据采集箱连接。

如图2 所示，本装置的数据采集箱，包括滚轮9、固定轴承10、齿轮组11、滚轮齿轮12、电位计齿轮13、滑动电阻14、电位计15和滑动电阻片16；其中，滚轮9、齿轮组11和位移计15通过固定轴承10固定在数据采集箱1上，滚轮齿轮12通过固定轴承10固定在滚轮9上，滑动电阻14通过固定轴承10固定在电位计15上，滚轮齿轮12与齿轮组11啮合，齿轮组11与电位计齿轮13啮合。

上述测线8拉伸移动带动滚轮9转动，滚轮9转动带动滚轮齿轮12转动，将测线8大变形转化为滚轮齿轮12的小变形。

上述滚轮齿轮12通过与齿轮组11啮合，带动齿轮组11转动，由于轮组11和滚轮齿轮12的齿数比，将滚轮齿轮12多圈转动转变为齿轮组11的小范围转动。

上述齿轮组11转动带动电位计齿轮13转动，电位计齿轮13转动带动滑动电阻片16的转动，改变了滑动电阻14的电阻值，进而改变了电位计的输出电压信号。

为更好的理解本监测装置，下面结合附图说明监测仪的使用方法。

如图3所示，本实用新型的条带煤柱水平变形监测仪布置平面图，17为回采工作面，18为采空区，19为留设的条带煤柱，20为煤柱水平位移监测钻孔，21为不同深度煤柱位移监测点，22为水平位移监测仪，23为通讯电缆，24为煤柱位移采集主机，25为区段巷道，26为停采线，27为煤柱位移监测区域。

第一步，在条带工作面开采前，首先在其顺槽停采线26内留设的条带煤柱19上设置煤柱位移监测区域27，采用锚杆钻机在监测区域设置煤柱水平位移监测钻孔20。

第二步，将条带煤柱水平变形监测仪22安装在钻孔20内，将不同深度煤柱位移监测点21与监测仪锚爪3相连，固定好条带煤柱水平变形监测仪22。

第三步，将位移监测仪22串接后经埋在地沟的通讯电缆23连接到煤柱位移采集主机24上；再将煤柱位移采集主机24通过通讯电缆23连接到地面主机。

第四步，监测系统安装好后工作面开始回采，监测仪对条带煤柱的水平变形进行长期监测。

当然，上述说明并非是对实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的未经创造性地改进，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种大量程条带煤柱水平变形监测仪，包含有数据采集箱（1）、固定管（2）、锚爪（3）、显示窗（4）、信号线（5）、尺条（7）和测线（8）, 其中数据采集箱（1）包含有滚轮（9）、固定轴承（10）、齿轮组（11）、滚轮齿轮（12）和电位计（15），所述滚轮（9）、齿轮组（11）和电位计（15）通过固定轴承（10）固定在数据采集箱外壳上，所述滚轮齿轮（12）通过固定轴承（10）固定在滚轮（9）上，所述电位计由电位计齿轮（13）、滑动电阻（14）和滑动电阻片（16）组成，所述滑动电阻（14）固定在电位计（15）上。

2.根据权利要求1所述的一种大量程条带煤柱水平变形监测仪，其特征在于，所述测线（8）拉伸带动滚轮齿轮（12）转动，所述滚轮齿轮（12）带动齿轮组（11）转动，所述齿轮组（11）带动电位计齿轮（13）转动，所述电位计齿轮（13）带动滑动电阻片（16）转动。