CN219121545U - 一种充填体稳定性监测的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于充填矿山稳定性监测领域，具体涉及一种充填体稳定性监测的装置。具体技术方案为：包括充填体，所述充填体的外壁上设置有铁盒子，所述铁盒子上固定连接有若干个固定机构，所述固定机构内部设置有监测装置，所述监测装置包括电源，所述电源通过供电线一端与变电所连接，其另一端与高精度检测波器、录音设备、以及信号传输机构连接。本实用新型在与充填体贴合设置的铁盒子上安装有电源、高精度检波器、录音设备、信号传输机构等设备，通过各设备之间的相互配合，快速地监测并识别出充填体失稳、以及其内部钢筋断裂滑脱产生的震动和声响，及时发现安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型属于充填矿山稳定性监测领域，具体涉及一种充填体稳定性监测的装置。
背景技术
采用下向分层水平进路胶结充填采矿法的矿山均面临着一个重要的问题就是如何对顶板稳定性进行监测。合格的充填体顶板是矿山后续安全生产的保证，但是局部充填体质量不合格是此类矿山必然面临的问题，且不具备补救的条件；尤其是地压较大的地区，地应力超过充填体的承受极限，充填体必然发生破坏，而充填体长期悬空状态时其自重及下部悬挂体重量将直接导致内部钢筋断裂，进而导致充填体失稳，形成安全隐患。采场存在大量干扰因素，凿岩、放炮、出矿等环节形成的噪音、岩石扰动都有可能覆盖充填体失稳而产生的信号，放炮等剧烈的能量扰动也可直接诱发的充填体的破坏，破坏形成的震动与放炮造成的强震动进行相互叠加直接导致充填体失稳信号难以监测。因此需要一种能够检测识别充填体失稳、以及其内部钢筋断裂滑脱产生的震动和声响的充填体稳定性监测的装置。
发明内容
本实用新型针对上述存在的不足，提供一种能够快速检测并识别出充填体失稳、以及其内部钢筋断裂滑脱产生的震动和声响，操作简便，安全可靠的充填体稳定性监测的装置。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：包括充填体，所述充填体的外壁上设置有铁盒子，所述铁盒子上固定连接有若干个固定机构，所述固定机构内部设置有监测装置，所述监测装置包括电源，所述电源通过供电线一端与变电所连接，其另一端与高精度检测波器、录音设备、以及信号传输机构连接。
优选的：所述高精度检波器包括凸部和尖部，所述凸部位于所述固定机构内部，所述尖部一端与所述凸部固定连接，另一端穿过所述铁盒子至所述充填体内部。
优选的：所述凸部和所述尖部一体成型。
优选的：所述高精度检波器和所述录音设备的输出端均与所述信号传输机构连接，所述信号传输机构输出端通过信号传输线与计算机房连接。
优选的：所述固定机构包括壳体，所述壳体一侧设置有开口朝向所述铁盒子的空腔，所述监测装置位于所述空腔内。
优选的：所述壳体内壁周向设置有卡接件，所述电源位于所述卡接件上。
优选的：所述固定机构还包括连接杆，所述连接杆一端设置在所述铁盒子的内壁上，其另一端固定连接顶部开口的容纳盒，所述录音设备位于所述容纳腔内。
优选的：所述电源和所述信号传输机构分别位于所述录音设备竖直方向的两侧。
本发明具有以下有益效果：
(1)本实用新型在与充填体贴合设置的铁盒子上安装有电源、高精度检波器、录音设备、信号传输机构等设备，通过各设备之间的相互配合，快速地监测并识别出充填体失稳、以及其内部钢筋断裂滑脱产生的震动和声响，及时发现安全隐患。
(2)将高精度检波器、录音设备、信号传输机构分层设置在壳体内部，防止当充填体出现震动时，高精度检波器和信号传输机构碰撞录音设备，影响录音设备识别效果，同时避免了电线之间出现缠绕情况。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为固定机构与监测装置的剖面示意图；
附图标记：高精度检波器1、凸部101、尖部102、录音设备2、信号传输机构3、电源4、信号传输线5、供电线6、铁盒子7、充填体8、壳体9、卡接件10、连接杆11、容纳盒12。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“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实用新型，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实用新型的限制。
如图1-2所示，本实用新型公开了一种充填体稳定性监测的装置，包括充填体8，所述充填体8的外壁上设置有铁盒子7，所述铁盒子7上固定连接有若干个固定机构，所述固定机构内部设置有监测装置，所述监测装置包括电源4，所述电源4通过供电线6一端与变电所连接，其另一端与高精度检测波器1、录音设备2、以及信号传输机构3连接。
具体的，充填体8失稳须经历吊筋断裂或滑脱、充填体8开裂，在此过程钢筋或充填体8发生扰动并伴随特定的声响，扰动波及声响均可通过监测装置监测并识别。在1m*1m-2m*2m吊筋密度下，充填体8失稳之前钢筋断裂、滑脱必然是密集发生，其为充填体8失稳监测提供了可能性。
针对一个分段至少布置4个监测装置，4个可进行一个失稳点的定位，但受现场实际情况限制一般需要更多的监测设备，由于充填体8破坏、钢筋断裂伴生的能量较小，极难检测，所以监测装置的布置应在充填体8内部或较近的位置，并集中布置在采场岩石稳定性差的区域，且监测装置位置之间尽量不要连通，尽量避免出现两个监测装置会接收到同一个声音信号。
监测装置包括高精度检测波器1、录音设备2、信号传输机构3、电源4，在本实施例中，将高灵敏度检波器1、录音设备2、信号传输机构3、电源4成套装配，通过固定机构固定在井下假坑道、副中段、或者是正在使用的分层道。
录音设备2的作用对充填体8失稳、钢筋断裂时产生的声响进行识别；一方面，充填体8失稳需经历的一个过程就是内部吊筋的断裂，充填体8内的钢筋在断裂时会产生特殊的声音，在采场内较难有相似的声音，充填体失稳形成的扰动也具有相似的特征；另一方面，由于有时钢筋断裂等失稳释放的能量较小无法造成较为突出的充填体8振动，高精度检测波器1所监测到的微弱信号可能被其他干扰信号所覆盖，但断裂或失稳时产生的特殊声响较易识别，被干扰信号完全覆盖的可能性较小，除此之外干扰声音容易被充填体8隔断，未处在同一连通区的多个录音设备2可接收到较为可靠的信号，也为扰动信号的识别提供依据。
电源4输入端与附近的采场变电所连接，并为高精度检测波器1、录音设备2以及信号传输机构3供电。
进一步的，所述高精度检波器1包括凸部101和尖部102，所述凸部101位于所述固定机构内部，所述尖部102一端与所述凸部101固定连接，另一端穿过所述铁盒子7至所述充填体8内部。
具体的，高精度检测波器1采用微秒级别，监测识别由充填体8失稳、钢筋断裂滑脱所产生的震动，考虑到采场在正常生产的情况下存在干扰情况，其干扰情况主要来源于凿岩、放炮、以及车辆造成的机械震动，因此为了使监测更具有准确性，高精度检测波器1深入充填体8或岩石并与之相互耦合。
因此在充填体8和铁盒子7需要监测位置设置一个定位孔，并将高精度检测波器1一端设置为尖部102，另一端设置为凸部101，然后将其尖部102插入定位孔内，减少其受力面积，从而增大压强，使高精度检测波器1更容易插入充填体8或岩石内，另外凸部101留在铁盒子7外侧，增大了受力面积，从而减小压强，便于作业人员将高精度检测波器1钉入充填体8或岩石内。
铁盒子7位于充填体8外侧，主要是用来给采场通风的，或作为应急通道，也可用于铺设充填管，来连接副中段和采场。
为了便于安装高精度检测波器1，所述凸部101和所述尖部102一体成型。
进一步的，所述高精度检波器1和所述录音设备2的输出端均与所述信号传输机构3连接，所述信号传输机构3输出端通过信号传输线5与计算机房连接。
具体的，录音设备2采集到的声音信号和高精度检测波器1采集到的扰动波均通过信号传输机构3传输到计算机房，并对以上两种信号进行识别分析；在本实施例中，通过四个监测装置采集到的声音信号和震动信号进行解析并确定失稳点的大致位置，以上两种信号采集装置的结合对确定失稳点更具有准确性。
进一步的，所述固定机构包括壳体9，所述壳体9一侧设置有开口朝向所述铁盒子7的空腔，所述监测装置位于所述空腔内。
具体的，为了将成套装配的监测装置固定在一个监测位置，因此需要将监测装置放入壳体9内，壳体9固定设置在铁盒子7上，可采用焊接方式，也可以采用螺栓固定。
进一步的，所述壳体9内壁周向设置有卡接件10，所述电源4位于所述卡接件10上。
具体的，考虑到采场作业过程中会产生不同程度的振动，导致与铁盒子7连接的壳体9内各装置之间出现碰撞的情况，从而对信号采集造成一定影响，因此将各个装置分层设置，同时避免了电线缠绕在一起。
卡接件10沿着壳体9内壁周面设置有一圈，其中卡接件10位于空腔上端，电源4从开口处沿着卡接件10滑入壳体9内，卡接件10对电源起到了支撑作用，使得电源4位于空腔的上部分位置。
进一步的，所述固定机构还包括连接杆11，所述连接杆11一端设置在所述铁盒子7的内壁上，其另一端固定连接顶部开口的容纳盒12，所述录音设备2位于所述容纳腔内。
具体的，录音设备2需悬空固定，是为了避免受到扰动，以及与固定机构和监测装置的其他设备等产生碰撞形成干扰信号，因此将录音设备2放入容纳盒12内，而容纳盒12通过连接杆11与壳体9内壁固定连接，连接杆11水平设置。
为了达到更好的减震效果，可以在容纳盒12的容纳腔内壁上设置由若干个凸起(未示出)，凸起直接与录音设备2的外壁接触，增加两者之间的摩擦力，使录音设备2不易移位，其中凸起采用具有弹性或软性材质，比如硅胶、海绵、橡胶等。
在本实施例中，录音设备2存在一定高度，同时考虑到各装置之间是通过电线连接，为了方便将录音设备2放入容纳盒12内以及连接电线，容纳盒12的高度低于录音设备2的高度。
采用分层设置有效避免电线缠绕以及装置之间发生碰撞，所述电源4和所述信号传输机构3分别位于所述录音设备2竖直方向的两侧。
具体的，信号传输机构3位于壳体9底部，而电源4设置在卡接件10上，并位于录音设备2上方；或者将电源4设置在壳体9底部，信号传输机构3位于卡接件10上。
以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种充填体稳定性监测的装置，其特征在于：包括充填体(8)，所述充填体(8)的外壁上设置有铁盒子(7)，所述铁盒子(7)上固定连接有若干个固定机构，所述固定机构内部设置有监测装置，所述监测装置包括电源(4)，所述电源(4)通过供电线(6)一端与变电所连接，其另一端与高精度检波器(1)、录音设备(2)、以及信号传输机构(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种充填体稳定性监测的装置，其特征在于：所述高精度检波器(1)包括凸部(101)和尖部(102)，所述凸部(101)位于所述固定机构内部，所述尖部(102)一端与所述凸部(101)固定连接，另一端穿过所述铁盒子(7)至所述充填体(8)内部。
3.根据权利要求2所述的一种充填体稳定性监测的装置，其特征在于：所述凸部(101)和所述尖部(102)一体成型。
4.根据权利要求1所述的一种充填体稳定性监测的装置，其特征在于：所述高精度检波器(1)和所述录音设备(2)的输出端均与所述信号传输机构(3)连接，所述信号传输机构(3)输出端通过信号传输线(5)与计算机房连接。
5.根据权利要求1所述的一种充填体稳定性监测的装置，其特征在于：所述固定机构包括壳体(9)，所述壳体(9)一侧设置有开口朝向所述铁盒子(7)的空腔，所述监测装置位于所述空腔内。
6.根据权利要求5所述的一种充填体稳定性监测的装置，其特征在于：所述壳体(9)内壁周向设置有卡接件(10)，所述电源(4)位于所述卡接件(10)上。
7.根据权利要求5所述的一种充填体稳定性监测的装置，其特征在于：所述固定机构还包括连接杆(11)，所述连接杆(11)一端设置在所述铁盒子(7)的内壁上，其另一端固定连接顶部开口的容纳盒(12)，所述录音设备(2)位于所述容纳盒(12)内。
8.根据权利要求6所述的一种充填体稳定性监测的装置，其特征在于：所述电源(4)和所述信号传输机构(3)分别位于所述录音设备(2)竖直方向的两侧。
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