一种顶板离层精确监测装置制造方法及图纸

一种顶板离层精确监测装置，包括内部并联导线、外部串联导线、电阻、电流计、内套筒、外套筒、指示灯组、固定螺钉、电源组成，外套筒内壁布置有内部并联导线、电阻、固定螺钉。所述固定螺钉之间的内部并联导线分别串联有电阻。所述内部并联导线相互并联。本实用新型专利技术克服了传统顶板离层监测仪监测范围小，监测点少，无法监测离层速率，需要人工现场测量等缺点，同时有效解决了现有顶板离层仪不能确定顶板具体离层位置及离层量过大无法测量具体离层量的问题。通过预留不同长度内部并联导线实现监测离层量的大小，通过预留不同的内部并联导线梯度差可实现不同精度的监测。通过指示灯组所指示的情况可直观知道顶板离层情况。

【技术实现步骤摘要】
一种顶板离层精确监测装置
本专利技术涉及一种顶板离层精确监测装置。属于围岩监测
，尤其适用于巷道围岩监测。
技术介绍
巷道围岩条件随煤矿开采深度的增加日益复杂。在深部开采条件下，由于地质环境的恶化，采动应力与构造应力显著增加，巷道围岩表现出大变形特征。巷道顶板离层现象更加常见。在煤层中掘进一条巷道后，巷道顶部岩层就是煤矿顶板，顶板离层是指巷道顶板岩层中一点与其上方一定深度岩层中某点的相对位移量，顶板离层过大会引发顶板冒顶事故的发生，因此对顶板离层及时监测能够第一时间掌握顶板离层数据，利于对顶板情况做出准确的预测。当顶板离层时，可导致巷道冒顶事故。目前使用的顶板离层监测仪虽然具有安装简便，价格低廉等优点，但其测点少和需要人工井下监测读数、不能测得具体离层位置等很难实时监测顶板离层情况，装置安装不牢固结果产生偏差，监测范围小，且测量误差较大。现有的顶板离层监测仪，当顶板离层时，仅能最大监测两倍锚杆长度范围内的顶板离层情况，当顶板实际离层范围较大时，无法对顶板离层进行监测；另外，现有的顶板离层监测仪都是人工现场监测，连续性差，井下监测误差大,不能实时掌握顶板离层情况。本专利技术提供了一种顶板离层监测装置，通过该装置可以精确监测顶板离层情况，监测范围大，工人无需现场监测，可以监测具体离层位置及离层量的大小，保证监测的连续性、精确性，实现对顶板离层情况精确掌握的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的顶板离层监测仪中技术的不足，提供一种顶板离层监测装置，其特点在于精确监测，设计合理，适应性强且安装使用方便。为了实现上述目的，本专利技术的具体实施方案如下：一种顶板离层精确监测装置，包括内外套筒，外套筒由两半套筒组成。所述外套筒由两个半筒组成，在外套筒的内表面布置有固定螺钉，固定螺钉的位置可根据实际情况固定在外套筒内表面的任意位置。固定螺钉的间距可根据精确度要求进行调节。在固定螺钉之间布置有若干条不同长度的导线，所述的固定螺钉之间的导线称为内部并联导线，其他导线称为外部串联导线；内部并联导线之间长度差值按照一定梯度来设计，内部并联导线数目可根据精确度要求进行增减，每根内部并联导线有电阻串联。所述有电阻串联的内部并联导线相互并联，并联节点在固定螺钉处。按上述方案，在外套筒其他位置进行同样布置，可实现监测不同位置的顶板离层情况。内套筒由中空管组成，所述的内套筒每隔一段距离有开孔，用来布置外部串联导线，内套筒中空筒径内存外部串联储导线。所述的顶板离层精确监测装置是由内部并联导线、外部串联导线、电阻、电流计、内套筒、外套筒、指示灯组、固定螺钉、电源组合而成；所述内部并联导线为可以忽略电阻的导线；所述外套筒为低强度脆性材料；所述电源为本质安全型；所述指示灯组为可以根据电流大小不同亮不同的指示灯。整个顶板离层精确监测装置通过外部串联导线把电源、电阻、内部并联导线、电流计、指示灯组组合成一个闭合回路。所述内外套筒可以加长，套筒连接处用胶带等固定，以实现大范围监测的作用。作为优选的技术方案，所述顶板离层精确监测装置放入顶板钻孔之中，所述外套筒与钻孔之间空隙注浆封堵，使外套筒与顶板岩层胶结在一起。所述外套筒内表面布置有固定螺钉，所述固定螺钉的位置位于预估顶板离层位置两端，根据预估离层数目来确定布置固定螺钉数目；在固定螺钉之间布置有若干条不同长度的内部并联导线，每根内部并联导线有电阻串联；固定螺钉之间最长内部并联导线的长度减去固定螺钉之间的间距就是能够监测的顶板离层量的最大值；内部并联导线之间长度差值按照一定梯度来设计，内部并联导线数目可根据精确度要求进行增减，内部并联导线数目越多，梯度差越小，顶板离层情况越精确，即顶板离层量精确度＝能够监测的顶板离层量的最大值÷内部并联导线数目。所述有电阻串联的内部并联导线相互并联，并联节点在固定螺钉处。根据精度要求布置相应数目的内部并联导线，根据最大离层量的大小确定最长内部并联导线的长度。当顶板离层时，裂隙增大,外套筒随顶板离层而发生断裂,固定螺钉之间的内部并联导线被逐根拉断,从而使电路等效电阻增大，回路电流减小，一定的电流对应指示灯组相应的指示灯。可以根据指示灯指示情况知道顶板离层情况，从而起到监测顶板离层情况的作用。根据内部并联导线长度梯度差和逐根被拉断的时间间隔，可以求出顶板离层速率大小，即顶板离层速率＝内部并联导线长度梯度差÷指示灯变换的时间间隔。所述内套筒由中空管组成，所述的内套筒每隔一段距离有开孔，外部串联导线通过内外套筒之间的空隙，穿过内套筒开孔，进入内套筒内部，内套筒中空的筒径内存储外部串联导线，顶板离层时内套筒内储存的外部串联导线被拉出，避免外部串联导线被拉断导致线路断路。作为优选的技术方案，所述内套筒置于外套筒内，外套筒内表面布置完成后，把外套筒合并成完整的套筒。本专利技术的有益效果：此顶板离层精确监测装置起到了对顶板离层精确监测、离层位置监测、离层量监测、离层速率监测、离层数目监测、安装简单、装置不会在钻孔内滑动产生误差、无需人工现场监测等优点。电源适应煤矿条件，属于本质安全型；顶板离层情况根据指示灯组中的指示灯指示情况一目了然，方便准确。实现了无需人工现场监测，检测精度大大提高。附图说明为了易于说明，本专利技术由下述的具体实施方式及附图作以详细描述。图1为本专利技术顶板离层精确监测装置的整体结构示意图。图2为本专利技术顶板离层精确监测装置的顶板离层后监测情况结构示意图。图3为本专利技术顶板离层精确监测装置的外套筒内侧面线路布置与整体连接布置示意图。图中符号说明如下：1-指示灯；2-指示灯组3-外部串联导线；4-电流计；5-电源；6-顶板岩层；7-岩层分界面；8-内套筒开孔；9-内部并联导线；10-内套筒；11-顶板离层量；12-外部串联导线；13-固定螺钉；14-充填物；15-外套筒；16-钻孔；17-电阻；具体实施方式参阅图1、图2、图3所示的一种顶板离层精确监测装置，1-指示灯；2-指示灯组3-外部串联导线；4-电流计；5-电源；6-顶板岩层；7-岩层分界面；8-内套筒开孔；9-内部并联导线；10-内套筒；11-顶板离层量；12-外部串联导线；13-固定螺钉；14-充填物；15-外套筒；16-顶板钻孔；17-电阻；固定螺钉4固定在外套筒内侧面上适当位置，两固定螺钉间的距离可根据实际需要调节，电阻13和预留导线8串联后由固定螺钉4固定，若干个电阻13和预留导线8组成的部分相互并联，再由导线3穿过内套筒6连接电流计1、指示灯组9与电源10，外套筒5包住内套筒6，将外套筒6与内套筒5一起送入提前注好浆的顶板钻孔之中，待安装完成，当围岩受到构造应力场或采场扰动影响顶板开始发生离层时，外套筒会被拉断，随着离层量的增大，预留导线8被逐根拉断，回路电流大小发生变化，电流计1所示电流也随之改变，指示灯组9根据不同电流而相应的点亮，显示离层情况。外套筒15内表面布置有固定螺钉13，固定螺钉13的位置位于预估顶板离层位置岩层分界面7两端，根据预估离层数目来确定布置固定螺钉13数目；在固定螺钉13之间布置有若干条不同长度的内部并联导线9，每根内部并联导线9有电阻17串联；内部并联导线9之间长度差值按照一定梯度来设计，内部并联导线9数目可根据精确度要求进行增减。有电阻17串联的内部并联导线9相互并联，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶板离层精确监测装置，包括内部并联导线(9)、外部串联导线(3)、电阻(17)、电流计(4)、内套筒(10)、外套筒(15)、指示灯组(2)、固定螺钉(13)、电源(5)几部分组成；其特征在于：外部串联导线(3)把电源(5)、电阻(17)、内部并联导线(9)、电流计(4)、指示灯组(2)组合成一个闭合回路；内部并联导线(9)串联电阻(17)，由固定螺钉(13)固定在外套筒(15)内表面上，外部串联导线(3)储存在内套筒(10)内。

【技术特征摘要】
1.一种顶板离层精确监测装置，包括内部并联导线(9)、外部串联导线(3)、电阻(17)、电流计(4)、内套筒(10)、外套筒(15)、指示灯组(2)、固定螺钉(13)、电源(5)几部分组成；其特征在于：外部串联导线(3)把电源(5)、电阻(17)、内部并联导线(9)、电流计(4)、指示灯组(2)组合成一个闭合回路；内部并联导线(9)串联电阻(17)，由固定螺钉(13)固定在外套筒(15)内表面上，外部串联导线(3)储存在内套筒(10)内。2.根据权利要求1所述的一种顶板离层精确监测装置，其特征在于：所述内部并联导线(9)，为若干条按照一定长度梯度组成的不同长度的并联导线，内部并联导线(9)由单根导线...

【专利技术属性】
技术研发人员：李顺顺，高召宁，张阳，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34