【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及巷道测量，具体而言，涉及一种沿空掘巷底板变形测量装置及方法。
技术介绍
1、小煤柱沿空掘巷技术是将巷道布置在上区段采空区边缘应力降低区内，一般留设3～10m窄保护煤柱隔离采空区，相比传统大煤柱方式大幅提高了煤炭资源回收率，是实现煤炭资源精细开采和绿色开采的重要手段，目前已在我国多个矿区得到了推广应用。但是，沿空掘巷相比常规大煤柱护巷或实体煤巷道具有更为复杂的围岩应力来源，导致沿空掘巷受载变形破坏强烈，尤其是底鼓变形剧烈，长期以来一直是巷道支护领域的难题之一。通过对沿空掘巷底板变形进行准确快速测量，可为沿空掘巷底鼓控制提供重要的数据支撑。
2、目前，巷道底板变形量测量多使用“十字交叉法”，即采用木桩定点后拉绳测量的方法，计算巷道底板变形量。但此方式只能测量单点的底板变形量，无法对整个巷道底板变形量进行测量。针对巷道底板变形测量问题，中国专利cn202220711748.2等提出了利用测竿装置人工测量巷道围岩变形，但此测量方法工作量大、测量误差大，测量过程繁琐；中国专利cn201821782330.0等采用大型测量仪器测量底板变形量，但此方法存在搬运设备不便、需对设备进行调平的复杂操作等缺点。
技术实现思路
1、为了弥补以上不足，本专利技术提供了一种沿空掘巷底板变形测量装置及方法，实现了巷道底板位移自动测量，提高了底板位移测量准确度与测量效率，同时可自动识别底板变形较大区域，方便后续底鼓治理，改善上述
技术介绍
中的问题。
2、本专利技术实施例提供了一
3、所述测距仪主机模块包括激光感应器和测距仪，所述测距仪包括激光测距仪灯管和激光测距仪主机；所述激光感应器包括激光感应器-l和激光感应器-r，所述激光感应器-l和激光感应器-r均包括激光感应器主机和激光感应器子元件；
4、所述装置连接模块包括塑料软轨、连接杆、弹簧和滑轮，所述塑料软轨的两端通过矩形铁块压设在巷道两底角位置，所述塑料导轨中部通过固定螺栓与巷道底板固定贴合，所述测距仪滑动设置在所述塑料软轨的上表面，所述滑轮对称设置在所述塑料软轨的两侧，所述连接杆的一端与所述滑轮连接，所述连接杆的另一端通过所述弹簧与所述测距仪连接；
5、所述喷墨模块设置在所述测距仪的一侧，所述喷墨模块包括彩色墨盒、微型水泵和喷墨导管，且所述彩色墨盒包括彩色喷漆和细导管。
6、在一种具体的实施方案中，所述激光感应器子元件由光敏感应器构成，所述光敏感应器用于在受到激光照射后会将光信号转化为电信号，再传递至所述激光感应器主机。
7、在一种具体的实施方案中，所述激光感应器主机用于记录传递电信号的所述激光感应器子元件位置和时间信息，得到激光照射位置距离巷道底角高度h1和h2。
8、在一种具体的实施方案中，所述激光测距仪灯管用于发射和接收激光，所述激光测距仪灯管包括激光测距仪灯管-l和激光测距仪灯管-r，所述激光测距仪灯管-l用于测量与所述激光感应器-l的距离l1，所述激光测距仪灯管-r用于测量与所述激光感应器-r的距离l2，所述激光测距仪灯管用于将测量的距离l1、l2和测量时间t记录于所述激光测距仪主机中。
9、在一种具体的实施方案中，所述激光感应器主机与所述激光测距仪主机通过蓝牙连接，所述激光感应器主机用于测量数据传递至所述激光测距仪主机。
10、在一种具体的实施方案中，所述激光测距仪主机在获取激光感应器发送的数据后，将数据汇总，根据以下公式，计算出t时刻底板高度h：
11、
12、在一种具体的实施方案中，所述塑料软轨采用pvc材料掺加增塑剂制成，所述塑料软轨表面涂设有防静电涂层。
13、在一种具体的实施方案中，所述彩色喷漆为水溶性漆，颜色分别为红色、绿色、蓝色、白色，所述细导管用于将所述彩色喷漆运送至所述喷墨导管中；所述微型水泵用于将所述彩色喷漆通过所述喷墨导管喷射至地面。
14、一种沿空掘巷底板变形测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
15、s1.选定需测量巷道底板变形量的断面，在此断面位置将塑料软轨沿巷道底板铺设，使用矩形铁块将塑料导轨两端分别压在巷道两底角位置，在塑料导轨中部补打固定螺栓，使塑料导轨贴合巷道底板，连接杆向外侧拉伸后，将滑轮放置在塑料软轨，然后松开连接杆，将测距仪主机模块安装在塑料导轨上，在巷道两帮分别安装激光感应器-l、激光感应器-r；
16、s2.将测距仪主机模块移动至塑料导轨左侧，测量人员输入巷道断面高度、设置测距仪主机模块移动速度，启动测距仪后，测距仪主机模块利用下方滑轮，从塑料导轨左侧移动至塑料导轨右侧，当测距仪运动至导轨右侧无法运动时，测距仪停止运动；测距仪运动过程中，实时记录激光测距仪灯管-l与激光感应器-l的距离l1、激光测距仪灯管-r与激光感应器-r的距离l2、记录测量每组数据的时间t，将测量数据记录于激光测距仪主机中；
17、s3.测量激光感应器-l、激光感应器-r得到激光照射位置距离巷道底角高度h1、h2、记录测量每组数据的时间t，测量数据记录于激光感应器主机中；
18、s4.激光感应器主机与激光测距仪主机通过蓝牙实时连接，激光感应器主机将上述测量数据通过蓝牙实时传递至激光测距仪主机中，激光测距仪主机获取激光感应器发送的数据后，将数据汇总，采用如下公式计算出t时刻底板高度h：
19、s5.定义底鼓变形率为：底鼓变形率＝底板高度/巷道设计高度；当底鼓变形率<5％时，定义为底鼓潜在破坏；底鼓变形率为5％～10％时，定义为底鼓局部破坏；底鼓变形率为10％～17％时，定义为底鼓较重破坏；底鼓变形率>为17％时，定义为底鼓严重破坏；
20、s6.通过激光测距仪主机实时自动计算底鼓变形率，当底鼓潜在破坏时，通过微型水泵将白色颜料通过喷墨导管喷至巷道底板上；当底鼓局部破坏时，通过微型水泵将蓝色颜料通过喷墨导管喷至巷道底板上；当底鼓较重破坏时，通过微型水泵将绿色颜料通过喷墨导管喷至巷道底板上；当底鼓严重破坏时，通过微型水泵将红色颜料通过喷墨导管喷至巷道底板上；
21、s7.巷道矿压监测人员根据地面颜色判断此沿空掘巷的断面变形率，当出现红色喷墨标注时记录巷道断面位置并及时对巷道底鼓进行治理。
22、在一种具体的实施方案中，所述s2中测距仪主机模块移动速度调节范围为0.05m/s～0.1m/s。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
24、本专利技术中的装置及方法能够实现巷道底板变形量连续测量，通过塑料导轨、滑轮实现自动移动测量巷道底板变形量，减少人工操作过程，且该装置分为多个独立模块，减少测量系统体积，使装置更加便携，通过利用喷墨模块向巷道底板喷不同颜色颜料标记方法，对底本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种沿空掘巷底板变形测量装置，其特征在于，包括测距仪主机模块、装置连接模块和喷墨模块，所述测距仪主机模块用于进行测距处理，所述装置连接模块用于进行移动，并连接所述测距仪主机模块和所述喷墨模块，所述喷墨模块用于进行喷墨处理；
2.根据权利要求1所述的一种沿空掘巷底板变形测量装置，其特征在于，所述激光感应器子元件由光敏感应器构成，所述光敏感应器用于在受到激光照射后会将光信号转化为电信号，再传递至所述激光感应器主机。
3.根据权利要求2所述的一种沿空掘巷底板变形测量装置，其特征在于，所述激光感应器主机用于记录传递电信号的所述激光感应器子元件位置和时间信息，得到激光照射位置距离巷道底角高度h1和h2。
4.根据权利要求3所述的一种沿空掘巷底板变形测量装置，其特征在于，所述激光测距仪灯管用于发射和接收激光，所述激光测距仪灯管包括激光测距仪灯管-L和激光测距仪灯管-R，所述激光测距仪灯管-L用于测量与所述激光感应器-L的距离l1，所述激光测距仪灯管-R用于测量与所述激光感应器-R的距离l2，所述激光测距仪灯管用于将测量的距离l1、l2和测量时间t记录于
5.根据权利要求4所述的一种沿空掘巷底板变形测量装置，其特征在于，所述激光感应器主机与所述激光测距仪主机通过蓝牙连接，所述激光感应器主机用于测量数据传递至所述激光测距仪主机。
6.根据权利要求5所述的一种沿空掘巷底板变形测量装置，其特征在于，所述激光测距仪主机在获取激光感应器发送的数据后，将数据汇总，根据以下公式，计算出t时刻底板高度H：
7.根据权利要求1所述的一种沿空掘巷底板变形测量装置，其特征在于，所述塑料软轨采用PVC材料掺加增塑剂制成，所述塑料软轨表面涂设有防静电涂层。
8.根据权利要求1所述的一种沿空掘巷底板变形测量装置，其特征在于，所述彩色喷漆为水溶性漆，颜色分别为红色、绿色、蓝色、白色，所述细导管用于将所述彩色喷漆运送至所述喷墨导管中；所述微型水泵用于将所述彩色喷漆通过所述喷墨导管喷射至地面。
9.一种沿空掘巷底板变形测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种沿空掘巷底板变形测量方法，其特征在于，所述S2中测距仪主机模块移动速度调节范围为0.05m/s～0.1m/s。
...【技术特征摘要】
1.一种沿空掘巷底板变形测量装置，其特征在于，包括测距仪主机模块、装置连接模块和喷墨模块，所述测距仪主机模块用于进行测距处理，所述装置连接模块用于进行移动，并连接所述测距仪主机模块和所述喷墨模块，所述喷墨模块用于进行喷墨处理；
2.根据权利要求1所述的一种沿空掘巷底板变形测量装置，其特征在于，所述激光感应器子元件由光敏感应器构成，所述光敏感应器用于在受到激光照射后会将光信号转化为电信号，再传递至所述激光感应器主机。
3.根据权利要求2所述的一种沿空掘巷底板变形测量装置，其特征在于，所述激光感应器主机用于记录传递电信号的所述激光感应器子元件位置和时间信息，得到激光照射位置距离巷道底角高度h1和h2。
4.根据权利要求3所述的一种沿空掘巷底板变形测量装置，其特征在于，所述激光测距仪灯管用于发射和接收激光，所述激光测距仪灯管包括激光测距仪灯管-l和激光测距仪灯管-r，所述激光测距仪灯管-l用于测量与所述激光感应器-l的距离l1，所述激光测距仪灯管-r用于测量与所述激光感应器-r的距离l2，所述激光测距仪灯管用于将测量的距离l1、l2和测量时间t记录于所述激光测距...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜勇，于学雷，
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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