沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，主要由地面信號接收系統(tǒng)和井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。地面信號接收系統(tǒng)包括計算機(jī)和數(shù)據(jù)接收器，通過電話線與井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括設(shè)置在巷道外側(cè)的井下通訊總站和沿著巷道走向均勻布置的通訊分站。安設(shè)在巷旁充填體內(nèi)部的監(jiān)測儀采集到得巷旁充填體頂板離層值、變形量、載荷、內(nèi)部溫度以及采空區(qū)側(cè)瓦斯等氣體含量等參數(shù)通過無線傳輸與通訊分站連接，通訊分站與井下通訊總站通過電話線連接。本實用新型涉及一種無煤柱開采礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，有效的實現(xiàn)了多個數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測與同步傳輸，保證沿空留巷礦山壓力觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。系統(tǒng)設(shè)計精巧合理，在沿空留巷礦山壓力監(jiān)測方面具有普遍的適用性。
【專利說明】沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是一種無煤柱開采沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，用于煤礦井下無煤柱開采巷旁支護(hù)監(jiān)測技術(shù)中。
【背景技術(shù)】
[0002]沿空留巷作為無煤柱開采的一個主要發(fā)展方向，將會成為我國煤礦回采巷道的主要布置形式。目前國內(nèi)外對于沿空留巷從支護(hù)技術(shù)和施工工藝上展開了大量的現(xiàn)場研究，并取得了一定的成果。但受各種因素影響，長期以來，沿空留巷巷道缺少完善可靠的礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，直接導(dǎo)致沿空留巷礦山壓力觀測數(shù)據(jù)缺失或者誤差過大，嚴(yán)重制約了沿空留巷礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律的總結(jié)與掌握，影響了理論研究的進(jìn)程?，F(xiàn)場普遍使用的傳統(tǒng)的單一礦山壓力監(jiān)測技術(shù)由于不具有針對性而無法獲得沿空留巷所需的全部數(shù)據(jù)。受沿空留巷施工工藝限制，現(xiàn)有觀測技術(shù)通過間接方式獲得的巷旁充填體上方頂板離層、巷旁充填體載荷以及巷旁充填體變形等數(shù)據(jù)明顯與實際不符，無法真實的反映沿空留巷整個生命周期內(nèi)礦山壓力顯現(xiàn)和圍巖變形規(guī)律。此外，靠近采空區(qū)側(cè)瓦斯等其他有害氣體含量、巷旁充填體內(nèi)部溫度等參數(shù)也一直得不到有效的監(jiān)測，而這些數(shù)據(jù)又是沿空留巷效果的直接和必需的表征依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效監(jiān)測沿空留巷巷旁充填體頂板離層、巷旁充填體變形、巷旁充填體內(nèi)部溫度、巷旁充填體載荷、采空區(qū)側(cè)瓦斯含量等參數(shù)的礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)地面和井下礦壓觀測數(shù)據(jù)的實時傳輸。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，包括地面信號接收系統(tǒng)和井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。所述的地面信號接收系統(tǒng)由計算機(jī)和數(shù)據(jù)接收器組成，兩者通過電話線連接。所述的井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由布置在巷道外側(cè)的井下通訊總站和沿巷道走向設(shè)置的通訊分站以及安設(shè)在巷旁充填體內(nèi)部的監(jiān)測儀組成。井下通訊總站與本安型電源連接，通過井下電話線聯(lián)接到各個通訊分站。安設(shè)在相鄰的巷旁充填體內(nèi)部的監(jiān)測儀通過無線傳輸將采集到的數(shù)據(jù)信號傳遞到相應(yīng)的通訊分站。所述的監(jiān)測儀由內(nèi)外鋼筒組成，通過外鋼筒保護(hù)監(jiān)測儀不受充填施工過程中外力損壞，外鋼筒通過安設(shè)在底座上的三角支架保證監(jiān)測儀在巷旁充填過程中不受外力影響而出現(xiàn)傾斜或遭到其他外界破壞，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。內(nèi)鋼筒頂部連接電子頂板離層儀，在架設(shè)監(jiān)測儀之前，將電子頂板離層儀安裝在巷旁充填體頂部圍巖鉆孔內(nèi)，頂板離層值經(jīng)過布置在內(nèi)鋼筒的光纖傳送到設(shè)置在內(nèi)外鋼筒中部的頂板離層數(shù)據(jù)集線盒；電子多點位移計安設(shè)在監(jiān)測儀中部的外鋼筒中，外鋼筒在兩端設(shè)置有可以伸縮的套筒，可以根據(jù)實際巷旁充填體的寬度調(diào)整套筒伸縮量改變外鋼筒長度，電子多點位移計通過無線傳輸將數(shù)據(jù)信號儲存在多點位移數(shù)據(jù)集線盒；安設(shè)電子多點位移計的外鋼筒靠近采空區(qū)側(cè)端頭留有開口槽，內(nèi)部安設(shè)瓦斯傳感器，通過無線傳輸將數(shù)據(jù)信號直接傳輸?shù)轿挥谙锏纼?nèi)側(cè)的通訊分站；液壓枕在內(nèi)鋼筒受壓產(chǎn)生形變過程中收集數(shù)據(jù)信號，數(shù)據(jù)信號通過光纖傳送到位于內(nèi)外鋼筒中部的壓力數(shù)據(jù)集線盒；頂板離層數(shù)據(jù)集線盒、多點位移數(shù)據(jù)集線盒、壓力數(shù)據(jù)集線盒全部封裝在總數(shù)據(jù)盒內(nèi)?？倲?shù)據(jù)盒收集的數(shù)據(jù)通過無線信號傳送到相應(yīng)的通訊分站。
[0005]有益效果:本發(fā)明應(yīng)用于煤礦井下無煤柱護(hù)巷礦山壓力監(jiān)測技術(shù)中，具體應(yīng)用在該護(hù)巷技術(shù)的沿空留巷礦山壓力監(jiān)測體系中，通過沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)可以有效的實現(xiàn)沿空留巷所需的礦山壓力數(shù)據(jù)一步采集，并實現(xiàn)地面和井下數(shù)據(jù)信號實時傳輸，有效避免了間接測量的誤差和人工讀取數(shù)據(jù)過程中出現(xiàn)的錯誤。此外，將巷旁充填體上方頂板離層、巷旁充填體變形、巷旁充填體載荷、巷旁充填體內(nèi)部溫度以及采空區(qū)瓦斯?jié)舛鹊缺O(jiān)測參數(shù)集成，有助于提高沿空留巷礦山壓力觀測數(shù)據(jù)的可靠性和整體性。監(jiān)測巷旁充填體內(nèi)部溫度對于科學(xué)合理的充填材料選擇以及煤礦自然發(fā)火的控制有重要的指導(dǎo)意義。采空區(qū)側(cè)布置的瓦斯傳感器有效填補(bǔ)了長期以來沿空留巷巷旁充填體靠近采空區(qū)側(cè)氣體監(jiān)測的空白，實現(xiàn)了整個沿空留巷期間采空區(qū)氣體實時監(jiān)測，消除了采空區(qū)氣體超限對正?；夭上锏涝斐晌：Φ碾[患。
[0006]沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計精巧合理，操作簡單，在煤礦井下無煤柱開采沿空留巷礦山壓力監(jiān)測技術(shù)方面具有廣泛的實用性，使沿空留巷礦山壓力監(jiān)測技術(shù)簡化，保證了所有實測數(shù)據(jù)的真實可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0008]圖2是本發(fā)明沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測儀安裝位置示意圖
[0009]圖3是本發(fā)明沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
[0010]圖中:1-計算機(jī)，2-數(shù)據(jù)接收器，3-井下通訊總站，4-本安型電源，5-通訊分站，6-電話線，7-監(jiān)測儀，8-巷旁充填體，9-巷道，10-采空區(qū)，11-電子頂板離層儀，12-光纖，13-頂板離層數(shù)據(jù)集線盒，14-多點位移數(shù)據(jù)集線盒，15-保護(hù)盒，16-瓦斯傳感器，17-電子多點位移計，18-壓力數(shù)據(jù)集線盒，19-液壓枕，20-底座，21-三角支架，22-套筒，23-溫度傳感器，24-外鋼筒，25-總數(shù)據(jù)盒，26-內(nèi)鋼筒
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進(jìn)一步的描述:
[0012]圖1所示，本發(fā)明沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，包括地面信號接收系統(tǒng)和井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，計算機(jī)(I)和數(shù)據(jù)接收器(2)通過電話線(6)與井下通訊總站(3)連接，通訊總站⑶與本安型電源⑷連接，通訊分站(5)沿巷道(9)走向均勻布置，通過電話線(6)與井下通訊總站(3)連接。布置在采空區(qū)(10)外側(cè)的巷旁充填體(8)內(nèi)部安裝有監(jiān)測儀
(7)，監(jiān)測儀(7)采集的信號通過無線傳輸與到通訊分站(5)連接。
[0013]圖2所示，本發(fā)明沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測儀(7)安裝在兩個巷旁充填體(8)的內(nèi)部，采集的數(shù)據(jù)信號無線傳輸?shù)酵ㄓ嵎终?5)。
[0014]圖3所示，本發(fā)明沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測儀(7)由電子頂板離層儀
(11)、瓦斯傳感器(16)、溫度傳感器(23)和液壓枕(19)組成。電子頂板離層儀(11)安裝在巷旁充填體(8)上方的頂板巖層中，采集的數(shù)據(jù)信號通過光纖(12)傳輸?shù)轿挥谕怃撏?24)和內(nèi)鋼筒(26)之間的頂板離層數(shù)據(jù)集線盒(13)內(nèi)；瓦斯傳感器(16)設(shè)置在外鋼筒
(24)靠近采空區(qū)(10)側(cè)的端頭，通過保護(hù)盒(15)與外界環(huán)境隔離，采集的數(shù)據(jù)信號直接無線傳輸?shù)酵ㄓ嵎终?5);通過安設(shè)在內(nèi)鋼筒(26)內(nèi)的電子多點位移計(17)監(jiān)測巷旁充填體(8)的橫向變形，電子多點位移計(17)兩端固定，巷旁充填體(8)發(fā)生變形時電子多點位移計(17)產(chǎn)生形變，將數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)蕉帱c位移數(shù)據(jù)集線盒(14);安裝電子多點位移計
(17)的外鋼筒端頭安設(shè)有可伸縮的套筒(22)，可以根據(jù)巷旁充填體(8)的寬度進(jìn)行調(diào)整，在套筒(22)內(nèi)部安裝溫度傳感器(23)，溫度傳感器(23)采集的溫度信號直接無線傳輸?shù)酵ㄓ嵎终?5);內(nèi)鋼筒(26)頂?shù)追謩e與巷道(9)的頂?shù)装褰佑|，巷道(9)頂板下沉過程中巷旁充填體⑶出現(xiàn)壓力顯現(xiàn)，通過安設(shè)在內(nèi)鋼筒(26)中部的液壓枕(19)監(jiān)測壓力變化，液壓枕(19)通過光纖(12)將壓力數(shù)據(jù)傳輸?shù)綁毫?shù)據(jù)集線盒(18);壓力數(shù)據(jù)集線盒(18)、頂板離層數(shù)據(jù)集線盒(13)和多點位移數(shù)據(jù)集線盒(14)共同封裝在內(nèi)鋼筒(26)和外鋼筒
(24)的中部位置組成總數(shù)據(jù)盒(25)，總數(shù)據(jù)盒(25)內(nèi)所有采集到得數(shù)據(jù)通過無線傳輸與通訊分站(5)連接。整個監(jiān)測儀(7)通過固定在底座(20)上的三腳支架(21)保持穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1.沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)充填體上方頂板離層、充填體變形和采空區(qū)側(cè)瓦斯含量的測定；其特征在于:安設(shè)在巷旁充填體內(nèi)部的監(jiān)測儀由內(nèi)外鋼筒組成，內(nèi)鋼筒頂部連接電子頂板離層儀，外鋼筒中安設(shè)電子多點位移計，外鋼筒靠近采空區(qū)側(cè)的端頭安設(shè)瓦斯傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的連接在內(nèi)鋼筒(26)頂部的電子頂板離層儀(11)，在架設(shè)監(jiān)測儀(7)之前，將其安裝在巷旁充填體(8)頂部圍巖鉆孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的電子多點位移計(17)采集的數(shù)據(jù)信號通過光纖(12)傳輸?shù)轿挥谕怃撏?24)和內(nèi)鋼筒(26)之間的頂板離層數(shù)據(jù)集線盒(13)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沿空留巷礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的瓦斯傳感器(16)采集的數(shù)據(jù)信號直接無線傳輸?shù)轿挥谙锏?9)內(nèi)側(cè)的通訊分站(5)。
【文檔編號】E21F17/18GK203669927SQ201320439411
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】劉洪林, 張東升, 趙紅超, 張志強(qiáng), 呂金星 申請人:新疆大學(xué)