一種巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置，包括：深部基點(diǎn)錨頭和淺部基點(diǎn)錨頭，且所述深部基點(diǎn)錨頭與深部位移傳感器連接，所述淺部基點(diǎn)錨頭與淺部位移傳感器連接，所述深部位移傳感器和淺部位移傳感器分別與檢測模塊電連接。本實(shí)用新型通過深部位移傳感器與淺部位移傳感器獲取深部基點(diǎn)錨頭與淺部基點(diǎn)錨頭的位移量，并采用檢測模塊對深部位移傳感器和淺部位移傳感器輸出的位移信號進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)對巷道頂板離層的自動監(jiān)測，并對可能發(fā)生的頂板事故做出提前預(yù)警。
【專利說明】一種巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及礦井巷道支護(hù)監(jiān)測相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]巷道頂板離層是指在巷道服務(wù)期內(nèi)，頂板巖層中一點(diǎn)與上方一定深度巖層中的某一基點(diǎn)之間的相對位移量。巷道頂板離層監(jiān)測是巷道支護(hù)監(jiān)測技術(shù)研究的重要內(nèi)容，它對保障礦井安全生產(chǎn)具有重大意義。目前，煤礦井下頂板離層監(jiān)測主要有兩種方法:一是利用機(jī)械式或電子式儀表人工定期檢測來完成，這種檢測方法測量效率和精度低，人為影響因素大，更重要的是很難實(shí)現(xiàn)測量結(jié)果的自動傳輸、處理和綜合分析。二是隨著技術(shù)的進(jìn)步，各種自動化的智能離層監(jiān)測傳感器相繼出現(xiàn)，但精度和可靠性等方面的原因，一直制約著其在煤礦領(lǐng)域的推廣。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]基于此，有必要針對現(xiàn)有的巷道頂板離層監(jiān)測的自動化程度不高的技術(shù)問題，提供一種巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置。
[0004]一種巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置，包括:深部基點(diǎn)錨頭和淺部基點(diǎn)錨頭，且所述深部基點(diǎn)錨頭與深部位移傳感器連接，所述淺部基點(diǎn)錨頭與淺部位移傳感器連接，所述深部位移傳感器和淺部位移傳感器分別與檢測模塊電連接。
[0005]進(jìn)一步的，所述深部基點(diǎn)錨頭安裝于所述巷道頂板的位置深于所述淺部基點(diǎn)錨頭安裝在所述巷道頂板的位置。
[0006]進(jìn)一步的，所述深部位移傳感器與所述淺部位移傳感器為拉繩式位移傳感器，所述深部位移傳感器固定在所述巷道頂板，且所述深部位移傳感器的鋼絲繩與所述深部基點(diǎn)錨頭連接，所述深部位移傳感器的輸出端與所述檢測模塊電連接，所述淺部位移傳感器固定在所述巷道頂板，且所述淺部位移傳感器的鋼絲繩與所述淺部基點(diǎn)錨頭連接，所述淺部位移傳感器的輸出端與所述檢測模塊電連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述深部位移傳感器與所述淺部位移傳感器為電阻輸出，所述檢測模塊包括:恒流源和單片機(jī)，所述恒流源和所述深部位移傳感器與所述淺部位移傳感器分別電連接后接入所述單片機(jī)。
[0008]進(jìn)一步的，所述深部位移傳感器與所述淺部位移傳感器為電壓輸出，所述檢測模塊包括:單片機(jī)，所述深部位移傳感器與所述淺部位移傳感器分別接入所述單片機(jī)。
[0009]進(jìn)一步的，所述檢測模塊與總線通訊接口電連接。
[0010]更進(jìn)一步的，所述檢測模塊通過總線通訊接口與分站服務(wù)器電連接。
[0011]再進(jìn)一步的，所述分站服務(wù)器通過井下光纖環(huán)網(wǎng)與地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)電連接。
[0012]進(jìn)一步的，所述檢測|旲塊與按鍵電路、液晶顯不電路和存儲電路分別電連接。
[0013]本實(shí)用新型通過深部位移傳感器與淺部位移傳感器獲取深部基點(diǎn)錨頭與淺部基點(diǎn)錨頭的位移量，并采用檢測模塊對深部位移傳感器和淺部位移傳感器輸出的位移信號進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)對巷道頂板離層的自動監(jiān)測，并對可能發(fā)生的頂板事故做出提前預(yù)警。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型一種巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)模塊圖；
[0015]圖2為頂板離層量計(jì)算示意圖；
[0016]圖3為其中一個實(shí)施例中檢測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為另一個實(shí)施例中檢測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0019]如圖1所示為本實(shí)用新型一種巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)模塊圖，包括:深部基點(diǎn)錨頭11和淺部基點(diǎn)錨頭12，且所述深部基點(diǎn)錨頭11與深部位移傳感器13連接，所述淺部基點(diǎn)錨頭12與淺部位移傳感器14連接，所述深部位移傳感器13和淺部位移傳感器14分別與檢測模塊15連接。
[0020]通過深部位移傳感器13與淺部位移傳感器14獲取深部基點(diǎn)錨頭11與淺部基點(diǎn)錨頭12的位移量，并由檢測模塊15進(jìn)行判斷其位移量的變化情況。從而實(shí)現(xiàn)巷道頂板離層的實(shí)時監(jiān)控。
[0021]如圖2所示，在其中一個實(shí)施例中，所述深部基點(diǎn)錨頭11安裝于所述巷道頂板的位置深于所述淺部基點(diǎn)錨頭12安裝在所述巷道頂板的位置。深部基點(diǎn)錨頭11插入所述巷道頂板的基點(diǎn)為深部基點(diǎn)A,其位移為深部位移La,而淺部基點(diǎn)錨頭12插入所述巷道頂板的基點(diǎn)為淺部基點(diǎn)B，其位移為淺部位移Lb。分別計(jì)算深部位移La和淺部位移Lb，從而得到頂板尚層星Δ L=La_Lb。
[0022]在其中有一個實(shí)施例中，所述深部位移傳感器13與所述淺部位移傳感器14為拉繩式位移傳感器，所述深部位移傳感器13固定在所述巷道頂板，且所述深部位移傳感器13的鋼絲繩與所述深部基點(diǎn)錨頭11連接，所述深部位移傳感器13的輸出端與所述檢測模塊15電連接，所述淺部位移傳感器14固定在所述巷道頂板，且所述淺部位移傳感器14的鋼絲繩與所述淺部基點(diǎn)錨頭12連接，所述淺部位移傳感器14的輸出端與所述檢測模塊15電連接。
[0023]在其中一個實(shí)施例中，所述深部位移傳感器13與所述淺部位移傳感器14為電阻輸出，所述檢測模塊15包括:恒流源和單片機(jī)，所述恒流源和所述深部位移傳感器13與所述淺部位移傳感器14分別電連接后接入所述單片機(jī)。
[0024]位移傳感器可以是電阻輸出，對應(yīng)于不同的位移變化其電阻輸出也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。通過設(shè)置恒流源則將電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓變化供單片機(jī)采樣使用。如圖3所示，恒流源152將深部位移傳感器13與淺部位移傳感器14的電阻輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出，經(jīng)過模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換輸入單片機(jī)151，供單片機(jī)151采樣。
[0025]在其中一個實(shí)施例中，所述深部位移傳感器13與所述淺部位移傳感器14為電壓輸出，所述檢測模塊15包括:單片機(jī)，所述深部位移傳感器與所述淺部位移傳感器分別接入所述單片機(jī)。[0026]位移傳感器也可以是電壓輸出，對應(yīng)于不同的位移變化其電壓輸出也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。其電壓變化可以直接供單片機(jī)采樣使用。例如，拉繩式位移傳感器可以設(shè)置為電阻輸出或者電壓輸出，電壓輸出是拉繩式位移傳感器采用自帶電壓轉(zhuǎn)換模塊，將電阻輸出轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵?。如圖4所示，由于深部位移傳感器13與淺部位移傳感器14為電壓輸出，因此經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換直接輸入單片機(jī)151，供單片機(jī)151采樣。
[0027]在其中一個實(shí)施例中，所述檢測模塊15與總線通訊接口電連接。通過總線通訊接口則可以與其他設(shè)備進(jìn)行連接。通過總線通訊接口將測量結(jié)果自動上傳到上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、計(jì)算和分析，提高了檢測的效率和靈活性。
[0028]在其中一個實(shí)施例中，所述檢測模塊通過總線通訊接口與分站服務(wù)器電連接。
[0029]優(yōu)選地，所述分站服務(wù)器通過井下光纖環(huán)網(wǎng)與地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)電連接。
[0030]在其中一個實(shí)施例中，所述檢測模塊15與按鍵電路、液晶顯示電路和存儲電路分別電連接。按鍵電路、液晶顯示電路和存儲電路分別與按鍵、液晶顯示、EEPROM連接，用于完成標(biāo)定和測量參數(shù)顯示等功能。
[0031]作為一個例子，本實(shí)用新型一種巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置，測量時，先用安裝桿將錨頭送至相應(yīng)位置，其中，深部基點(diǎn)錨頭至8000mm，淺部基點(diǎn)錨頭至2300mm。利用兩個精密拉繩式位移傳感器來檢測深部基點(diǎn)和淺部基點(diǎn)的位移變化量。精密拉繩式位移傳感器為電阻輸出，因此位移檢測電路利用精密恒流源電路輸出的ImA電流，實(shí)現(xiàn)0-5K電阻向0-5V電壓的轉(zhuǎn)換，供單片機(jī)采樣。單片機(jī)根據(jù)采樣的電壓值，分析計(jì)算深部位移和淺部位移，并得到頂板離層量。計(jì)算結(jié)果通過總線接口傳送給分站，并由分站通過井下光纖環(huán)網(wǎng)上傳地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)井下巷道離層情況的實(shí)時、可靠監(jiān)測。
[0032]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置，其特征在于，包括:深部基點(diǎn)錨頭和淺部基點(diǎn)錨頭，且所述深部基點(diǎn)錨頭與深部位移傳感器連接，所述淺部基點(diǎn)錨頭與淺部位移傳感器連接，所述深部位移傳感器和淺部位移傳感器分別與檢測模塊電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置，其特征在于，所述深部基點(diǎn)錨頭安裝于所述巷道頂板的位置深于所述淺部基點(diǎn)錨頭安裝在所述巷道頂板的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置，其特征在于，所述深部位移傳感器與所述淺部位移傳感器為拉繩式位移傳感器，所述深部位移傳感器固定在所述巷道頂板，且所述深部位移傳感器的鋼絲繩與所述深部基點(diǎn)錨頭連接，所述深部位移傳感器的輸出端與所述檢測模塊電連接，所述淺部位移傳感器固定在所述巷道頂板，且所述淺部位移傳感器的鋼絲繩與所述淺部基點(diǎn)錨頭連接，所述淺部位移傳感器的輸出端與所述檢測模塊電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置，其特征在于，所述深部位移傳感器與所述淺部位移傳感器為電阻輸出，所述檢測模塊包括:恒流源和單片機(jī)，所述恒流源和所述深部位移傳感器與所述淺部位移傳感器分別電連接后接入所述單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置，其特征在于，所述深部位移傳感器與所述淺部位移傳感器為電壓輸出，所述檢測模塊包括:單片機(jī)，所述深部位移傳感器與所述淺部位移傳感器分別接入所述單片機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置，其特征在于，所述檢測模塊與總線通訊接口電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置，其特征在于，所述檢測模塊通過總線通訊接口與分站服務(wù)器電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置，其特征在于，所述分站服務(wù)器通過井下光纖環(huán)網(wǎng)與地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道頂板離層實(shí)時監(jiān)控裝置，其特征在于，所述檢測模塊與按鍵電路、液晶顯不電路和存儲電路分別電連接。
【文檔編號】E21F17/18GK203685295SQ201320746933
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】李學(xué)哲, 徐會軍, 封孝輝, 馮海美, 李孝平, 胡興志 申請人:中國神華能源股份有限公司, 華北科技學(xué)院