本发明专利技术提供了一种实时连续监测巷道底臌变形的装置，包括测量盒，所述测量盒的内部安装有控制器，所述控制器上电性连接有两个位移测量机构；所述位移测量机构中包括有拉线式位移传感器，所述拉线式位移传感器的一侧连接有外杆，所述外杆的另一端内部连接有内杆，所述拉线式位移传感器的一端连接有钢丝线，所述钢丝线分别贯穿所述外杆和所述内杆，所述外杆在靠近所述拉线式位移传感器的一端上安装有角度传感器。本发明专利技术实现巷道底臌变形实时连续、自动测量，且精度高，拉线式位移传感器将检测出来的位移变化信号，以及角度传感器将外杆和内杆的角度变化数据传输给控制器，控制器带入相关测量数据，计算出巷道底臌变形数据，定期上传计算数据。上传计算数据。上传计算数据。
【技术实现步骤摘要】
一种实时连续监测巷道底臌变形的装置
[0001]本专利技术涉及煤矿巷道领域，具体而言，涉及一种实时连续监测巷道底臌变形的装置。
技术介绍
[0002]随着煤矿开采深度的增加，部分矿山巷道呈现大变形、大地压、难支护的显著塑性变形破坏特征，许多巷道顶底板岩层表现出软岩特性，常导致巷道严重底臌，增加了巷道的收敛率。现场调查表明，在底板不支护的深部巷道中，顶底板移近量的2/3
‑
3/4是由底臌引起的，底臌造成的巷道维修量约占总维修量的50％。因此，深部煤巷底臌的有效控制成为深井围岩稳定性研究中的难题之一。目前针对底臌的监测一般是靠人工测量记录，由特定的工人每隔一段时间，利用测量装置进行测量记录，这样浪费了大量的人力物力，而且会造成测量结果的不准确。
[0003]目前针对巷道底臌的监测多为机械式的刻度量测，需要大量人力劳动，人工测度误差较大，且难以实现实时的监测，更不能有效获取巷道底臌变形破坏的全过程。因此，对巷道底臌过程及形成机理的研究，尚缺乏有效的巷道底臌变形实时连续监测装置。
技术实现思路
[0004]为了弥补以上不足，本专利技术提供了一种实时连续监测巷道底臌变形的装置，旨在改善巷道底臌的监测多为机械式的刻度量测，需要大量人力劳动，人工测度误差较大，且难以实现实时的监测，更不能有效获取巷道底臌变形破坏的全过程等问题。
[0005]本专利技术实施例提供了一种实时连续监测巷道底臌变形的装置，包括测量盒，所述测量盒的内部固定安装有控制器，所述控制器上电性连接有两个位移测量机构，两个所述位移测量机构分别固定安装在所述测量盒的底部两侧，所述测量盒的两侧开设有拉线孔；
[0006]所述位移测量机构中包括有拉线式位移传感器，所述拉线式位移传感器的一侧固定连接有外杆，所述外杆的另一端内部活动连接有内杆，所述拉线式位移传感器的一端连接有钢丝线，所述钢丝线分别贯穿所述外杆和所述内杆，所述钢丝线的另一端连接在所述内杆的一端上，所述外杆在靠近所述拉线式位移传感器的一端上安装有角度传感器。
[0007]在上述实现过程中，本专利技术可以实现巷道底臌变形实时连续、自动测量，精度高，在井下巷道中设置若干个断面为监测面，每个监测面底板设有底臌变形监测装置，底臌变形监测装置通过数据线将信号定时的输送到控制器的数据存储器中，控制器定期将数据通过井下服务器上传到地面数据库中，且巷道底臌变形实时连续监测装置中的测量部件由拉线式位移传感器和角度传感器组成，拉线式位移传感器将检测出来的位移变化信号传输给控制器，角度传感器将外杆和内杆的角度变化数据传输给控制器，控制器通过编程代码，带入相关测量数据，计算出巷道底臌变形数据，定期上传计算数据即可得出底臌连续变形过程。
[0008]在一种具体的实施方案中，所述测量盒在巷道的内部设有两个，所述巷道的内部
设有五个固定点，五个所述固定点分别为A、B、C、D和E，并且在B点和D点上固定安装所述测量盒。
[0009]在上述实现过程中，通过五个固定点的设定便于实现对测量盒进行安装，以及便于实现对巷道底板的底臌连续变形进行监测。
[0010]在一种具体的实施方案中，两个所述测量盒位置的固定点外的其他固定点上分别固定安装有连接杆，所述连接杆上分别固定连接有拉绳，所述内杆的一端外侧固定安装有固定座，所述拉绳贯穿所述拉线孔连接在所述固定座上。
[0011]在上述实现过程中，通过在固定点上设有连接杆，便于在固定点的巷道发生底臌连续变形的时候，能够通过拉绳带动拉线式位移传感器进行移动，获得变形数据。
[0012]在一种具体的实施方案中，所述外杆和所述内杆均为中空管，所述内杆的外径小于所述外杆的内径，所述内杆的一端活动连接在所述外杆的内部。
[0013]在上述实现过程中，通过内杆和外杆的直径设定，便于使得内杆能够在外杆中进行活动连接。
[0014]在一种具体的实施方案中，所述控制器中包括单片机，所述单片机用于接收所述位移测量机构的数据信息，所述控制器中还包括有通讯模块，所述通讯模块与巷道帮部固定的数据传输器通讯连接。
[0015]在上述实现过程中，单片机用于实现对采集的数据信息进行计算处理，并且通过通讯模块实现对数据信息进行传输，便于地面对数据信息进行整理，得到底臌连续变形过程。
[0016]在一种具体的实施方案中，所述控制器中还包括有供电模块，所述供电模块与巷道底板埋线电性连接，所述供电模块中包括有降压电路、整流电路、稳压电路和滤波电路，所述控制器中还包括有存储器，所述存储器包括有ROM存储器和RAM存储器。
[0017]在上述实现过程中，通过供电模块和巷道底板埋线进行连接，实现对系统进行有效的供电运行，且保持电压的稳定性，实现系统的运行安全性，以及存储器用于实现对数据信息进行存储。
[0018]一种实时连续监测巷道底臌变形的装置使用方法，包括有以下步骤：
[0019]S1、在井下巷道中设置若干个断面为监测面，在巷道底板的检测面上对称设置五个固定点，且一个监测面设置共两个测量盒；
[0020]S2、测量盒中设有位移测量机构，位移测量机构由拉线式位移传感器和角度传感器组成，固定点和测量盒之间由连接杆和拉绳相连，连接杆中包括有钢丝线、外杆和内杆；
[0021]S3、在测量盒中，设有位移测量机构和控制器，拉线式位移传感器的钢丝线贯穿外杆和内杆，并且与内杆的一端连接，且固定点通过连接杆进行固定，并且连接杆通过拉绳贯穿拉线孔与内杆的一端进行连接，进而位移测量机构的测量数据存入控制器中；
[0022]S4、当底臌变形破坏到一定情况时，各固定点之间产生不同的位移变化和角度变化，通过测量盒的实时监测，得到此时五个固定点之间的位移变化和角度变化，以下为计算过程，
[0023][0024]式中，t∈(0，i)，两端点位于巷道低角处，一般巷道低角变形较小，故假设为不动点，其中(A
xt
，A
yt
)＝(P，0)；(E
xt
，E
yt
)＝(5P，0)。
[0025]在一种具体的实施方案中，五个所述固定点的设置如下：
[0026]五个所述固定点的位置分别记为A、B、C、D和E点，A和E设置在巷道低角处，固定点C设置在巷道中心线处，固定点B设置在A和C之间，固定点D设置在C和E之间，并且在固定点B和D处设置所述测量盒，。
[0027]在上述实现过程中，为了有效的实现对巷道截面的底臌连续变形进行监测，通过设定五个固定点进行确定，便于实现实时监测。
[0028]在一种具体的实施方案中，所述测量盒和五个固定点通过定位座固定在设定的监测位置，五个固定点两两之间都是等距的，且距离为P。
[0029]在上述实现过程中，五个固定点之间的距离相同，便于减少误差，能够有效的得到底臌连续变形过程。
[0030]在一种具体的实施方案中，所述角度传感器嵌附在所述外杆上，所述角度传感器用数据线与所述测量盒内的所述控制器相连，所述控本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种实时连续监测巷道底臌变形的装置，其特征在于，包括测量盒(1)，所述测量盒(1)的内部固定安装有控制器(2)，所述控制器(2)上电性连接有两个位移测量机构(3)，两个所述位移测量机构(3)分别固定安装在所述测量盒(1)的底部两侧，所述测量盒(1)的两侧开设有拉线孔；所述位移测量机构(3)中包括有拉线式位移传感器(301)，所述拉线式位移传感器(301)的一侧固定连接有外杆(303)，所述外杆(303)的另一端内部活动连接有内杆(304)，所述拉线式位移传感器(301)的一端连接有钢丝线(305)，所述钢丝线(305)分别贯穿所述外杆(303)和所述内杆(304)，所述钢丝线(305)的另一端连接在所述内杆(304)的一端上，所述外杆(303)在靠近所述拉线式位移传感器(301)的一端上安装有角度传感器(302)。2.根据权利要求1所述的一种实时连续监测巷道底臌变形的装置，其特征在于，所述测量盒(1)在巷道的内部设有两个，所述巷道的内部设有五个固定点，五个所述固定点分别为A、B、C、D和E，并且在B点和D点上固定安装所述测量盒(1)。3.根据权利要求2所述的一种实时连续监测巷道底臌变形的装置，其特征在于，两个所述测量盒(1)位置的固定点外的其他固定点上分别固定安装有连接杆，所述连接杆上分别固定连接有拉绳，所述内杆(304)的一端外侧固定安装有固定座(306)，所述拉绳贯穿所述拉线孔连接在所述固定座(306)上。4.根据权利要求1所述的一种实时连续监测巷道底臌变形的装置，其特征在于，所述外杆(303)和所述内杆(304)均为中空管，所述内杆(304)的外径小于所述外杆(303)的内径，所述内杆(304)的一端活动连接在所述外杆(303)的内部。5.根据权利要求1所述的一种实时连续监测巷道底臌变形的装置，其特征在于，所述控制器(2)中包括单片机，所述单片机用于接收所述位移测量机构(3)的数据信息，所述控制器(2)中还包括有通讯模块，所述通讯模块与巷道帮部固定的数据传输器通讯连接。6.根据权利要求5所述的一种实时连续监测巷道底臌变形的装置，其特征在于，所述控制器(2)中还包括有供电模块，所述供电模块与巷道底板埋线电性连接，所述供电模块中包括有降压电路、整流电路、稳压电路和滤波电路，所述控制器(2)中还包括有存储器，所述存储器包括有ROM存储器和RAM存储器。7.一种实时连续监测巷道底臌变形的装置使用方法，其特征在于，包括有以下步骤：S1、在井下巷道中设置若干个断面为监测面，在巷道底板的检测面...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁振敏，李怀宾，向阳，刘纪良，叶茂林，陈诚，谢益盛，杨洋，
申请(专利权)人：淮北矿业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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