一种基于应变/位移转换的煤岩体变形测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种采煤工作面推进过程中煤岩体变形测量方法及装置。通过固定在煤岩体钻孔底部的测量装置和固定在钻孔中的若干活动锚爪来感测煤岩体变形，利用弹簧或其他力/位移传感器将煤岩体变形量转化为拉力的变化，再将拉力的变化转化为测量装置内部应变模块的应变量变化，最后将应变量的变化转化为电信号的变化并算出对应的煤岩体变形量。本发明专利技术将位移量转化为应变量进行测量，所采用的敏感元件为应变片，大幅缩小了测量装置体积，能够满足煤矿对钻孔直径的限制，可以在一套装置内部实现多路测量，此外还降低了装置成本，便于大规模推广。

A method and device for measuring deformation of coal and rock mass based on strain displacement conversion

【技术实现步骤摘要】
一种基于应变/位移转换的煤岩体变形测量方法及装置
本专利技术属于煤矿安全监测
，尤其涉及一种采煤工作面推进过程中煤岩体变形测量方法及装置。
技术介绍
随着煤炭开采技术的不断提升，矿井的开采规模逐渐扩大，各个矿区都涌现出一批大采高工作面。不断增大的采高会导致上覆岩层的移动范围和破坏程度随之增大，基本顶来压更剧烈，大面积、大深度的煤壁片帮现象也更加普遍，严重威胁工作面人员的安全、影响工作面设备的正常使用和维护、降低工作面产量和经济效益。因此，实时监测煤壁动态，对煤壁片帮前兆信息识别具有重要意义。目前，很多学者对采煤工作面煤体变形监测开发了一些装置及方法。例如专利技术专利CN201310127426.9公开了一种采煤工作面煤体扩容探测器及探测方法，该探测器计探测方法是利用固定在钻孔内的大、小直径钢管(带位移刻度线)受到煤体变形产生的相对位移来实现对表征煤体变形，该探测器及探测方法虽然可以监测不同时刻煤体变形量，但是无法实时的记录数据，只能靠工作人员不同时刻读取数据。专利技术专利CN201610044914.7公开了一种在线监测煤体横向变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于应变/位移转换的煤岩体变形测量方法，包括以下步骤：/n步骤1：在需要进行变形监测的煤壁上按照一定的孔径和深度钻孔；/n步骤2：将煤岩体变形测量装置固定在钻孔底部；/n步骤3：通过拉绳将放置在煤岩体变形测量装置内部的活动锚爪按照事先设定的顺序依次拉出，并固定在钻孔的指定位置；/n步骤4：当煤岩体发生变形时，活动锚爪与煤岩体变形测量装置之间的相对距离发生变化，将相对距离的变化转化为力的变化，再将力的变化转化为应变量的变化，最后将应变量的变化转化为电信号的变化；/n步骤5：采集步骤4中的电信号变化量，并转化为煤岩体的变形量，存储在煤岩体变形测量装置内部的存储器中或通过通信电路发送出去。/...

【技术特征摘要】
1.一种基于应变/位移转换的煤岩体变形测量方法，包括以下步骤：
步骤1：在需要进行变形监测的煤壁上按照一定的孔径和深度钻孔；
步骤2：将煤岩体变形测量装置固定在钻孔底部；
步骤3：通过拉绳将放置在煤岩体变形测量装置内部的活动锚爪按照事先设定的顺序依次拉出，并固定在钻孔的指定位置；
步骤4：当煤岩体发生变形时，活动锚爪与煤岩体变形测量装置之间的相对距离发生变化，将相对距离的变化转化为力的变化，再将力的变化转化为应变量的变化，最后将应变量的变化转化为电信号的变化；
步骤5：采集步骤4中的电信号变化量，并转化为煤岩体的变形量，存储在煤岩体变形测量装置内部的存储器中或通过通信电路发送出去。


2.一种基于应变/位移转换的煤岩体变形测量装置，包括：承载壳体、应变/位移转换单元、活动锚爪、控制单元。
所述承载壳体外部有由弹性材料制作的固定锚爪，用于将承载壳体固定在煤层钻孔内部。承载壳体内部放置控制单元、应变/位移转换单元和活动锚爪；
所述控制单元包括电源模块、控制器、信号采集电路、存储器、通信电路。控制单元与应变/位移转换单元连接，采集应变/位移转换单元的电信号并转换为位移量，将位移量存储在存储器中或通过通信电路发送给外部接收器；
所述应变/位移转换单元包括力/位移转换器和应变模块，所述力/位移转换器一端与活动锚爪连接，另一端与应变模块连接。当煤岩体发生变形时，活动锚爪与承载壳体之间发生位移，位移变化导致力/位移转化器的拉力发生变化，进而引起应变模块的应变量发生变化，所述应变模块将应变量转化为电信号，经控制单元采集和处理，转化为活动锚爪与承载壳体之间的相对位移量；
所述活...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨克虎，杨胜利，陈亚文，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11