專利名稱：沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置及其工作方法，屬于煤 礦巷道監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
沿空留巷是無煤柱護(hù)巷的一種形式，其中無煤柱護(hù)巷是采煤技術(shù)的一項(xiàng)重大的改 革，沿空留巷技術(shù)是回采巷道支護(hù)技術(shù)改革的主要方面，它以其有利于合理開發(fā)煤炭資源， 提高煤炭資源回收率，減少巷道掘進(jìn)量，從根本上改善礦井采掘接替的緊張局面，改善巷道 維護(hù)狀況，提高礦井開采效益等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛重視。在煤炭開采的環(huán)境保護(hù)方面，人們?cè)噲D 通過沿空留巷支護(hù)技術(shù)的發(fā)展和完善來實(shí)現(xiàn)煤礦綠色開采，保護(hù)環(huán)境。沿空留巷既可以少 掘一條回采巷道，降低掘進(jìn)率、減少掘進(jìn)排矸量，又可以將矸石為集料制作膏體材料進(jìn)行巷 幫充填及采空區(qū)充填。根據(jù)圍巖與支護(hù)共同作用原理，只能通過支護(hù)抵制壓力、釋放壓力， 通過巷旁充填材料的讓壓變形，減緩巷道其他部位的壓力，控制巷道整體變形，使其滿足生 產(chǎn)需要。所以，研究有一種有一定支護(hù)阻力和允許讓壓變形的巷旁支護(hù)體，迫在眉睫，為此 就需要對(duì)沿空巷道圍巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得出其運(yùn)動(dòng)規(guī)律參數(shù)，為巷旁充填體的強(qiáng)度、合 理變形讓壓參數(shù)以及合理的巷道支護(hù)參數(shù)提供依據(jù)。針對(duì)煤礦沿空留巷巷道圍巖運(yùn)動(dòng)的監(jiān) 測(cè)和控制效果的評(píng)價(jià)，目前還沒有成熟的技術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種煤礦沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài) 監(jiān)測(cè)裝置及其工作方法。一種煤礦沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，包括斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)、通訊 分站和通訊主站，斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)與通訊分站連接，通訊分站通過井下光纜與通訊主站連接；斷 面監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括下沉量監(jiān)測(cè)點(diǎn)、兩幫移近監(jiān)測(cè)點(diǎn)、充填體垂直應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)和充填體水平應(yīng)力 監(jiān)測(cè)點(diǎn)，下沉量監(jiān)測(cè)點(diǎn)和兩幫移近監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置監(jiān)測(cè)儀，監(jiān)測(cè)儀分別設(shè)置在巷道垂直支撐 管和水平活動(dòng)管上，充填體垂直應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)和充填體水平應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置壓力傳感器， 壓力傳感器設(shè)置在巷旁充填體內(nèi)。所述的斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)上各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過斷面接線盒與485總線連接，所有與各個(gè)監(jiān) 測(cè)點(diǎn)多通接線盒連接的485總線通過接線盒與KJF70通訊分站連接。通訊分站是一個(gè)KJF70單片機(jī)，通訊主站是帶有數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的KJ216通
訊主站。所述的監(jiān)測(cè)儀為KBU101-200。所述的壓力傳感器為內(nèi)置變送器的壓力傳感器。上述沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的工作方法如下1)每個(gè)監(jiān)測(cè)儀和壓力傳感器都設(shè)定唯一的地址編碼，每個(gè)斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的監(jiān)測(cè)信號(hào)通過斷面接線盒傳輸?shù)?85總線，所有斷面接線盒通過RS485總線分別傳輸?shù)終JF70通 訊分站；2)KJF70通訊分站在KJ216通訊主站控制下，通過RS485總線定時(shí)巡測(cè)每個(gè)監(jiān)測(cè) 點(diǎn)，將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)循環(huán)顯示在KJ216通訊主站的屏幕上，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí) 存儲(chǔ)和分析。本發(fā)明適用于沿空留巷巷道圍巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明的積極效果是根據(jù)圍巖與支護(hù)共同作用原理，只能通過支護(hù)抵制壓力、釋放壓力，通過巷旁充填 材料的讓壓變形，減緩巷道其他部位的壓力，控制巷道整體變形，使其滿足生產(chǎn)需要。所以， 研究有一種有一定支護(hù)阻力和允許讓壓變形的巷旁支護(hù)體，迫在眉睫，為此就需要對(duì)沿空 巷道圍巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得出其運(yùn)動(dòng)規(guī)律參數(shù)，為巷旁充填體的強(qiáng)度、合理變形讓壓參 數(shù)以及合理的巷道支護(hù)參數(shù)提供依據(jù)。


圖1本發(fā)明的裝置組成框圖。圖2壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3下沉量監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4兩幫移近監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖5充填體垂直應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)和水平應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、下沉量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，2、兩幫移近監(jiān)測(cè)點(diǎn)，3、充填體垂直應(yīng)力監(jiān)測(cè)，4、充填體水 平應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，5、接線盒，6、通訊分站，7、外殼，8、應(yīng)變計(jì)，9、變送器，10、彈性體，11、固定 孔，12、電纜，13、監(jiān)測(cè)儀，14、垂直支撐管，15、水平活動(dòng)管，16、支架，17、壓力傳感器，18、墊 板。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一種煤礦沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，如圖1至圖5所示，包括 斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)、通訊分站6和通訊主站，斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)與通訊分站6連接，通訊分站6通過井下 光纜與通訊主站連接；斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括下沉量監(jiān)測(cè)點(diǎn)1、兩幫移近監(jiān)測(cè)點(diǎn)2、充填體垂直應(yīng) 力監(jiān)測(cè)點(diǎn)3和充填體水平應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)4，下沉量監(jiān)測(cè)點(diǎn)1和兩幫移近監(jiān)測(cè)點(diǎn)2上設(shè)置監(jiān)測(cè)儀 13，監(jiān)測(cè)儀分別設(shè)置在巷道垂直支撐管14和水平活動(dòng)管15上，充填體垂直應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)3和 充填體水平應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)4上設(shè)置壓力傳感器17，壓力傳感器設(shè)置在巷旁充填體內(nèi)。所述的斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)上各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過斷面接線盒與485總線連接，所有與各個(gè)監(jiān) 測(cè)點(diǎn)多通接線盒連接的485總線通過接線盒與KJF70通訊分站連接。通訊分站是一個(gè)KJF70單片機(jī)，通訊主站是帶有數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的KJ216通 訊主站。所述的監(jiān)測(cè)儀為KBU101-200。所述的壓力傳感器為內(nèi)置變送器9的壓力傳感器。上述沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的工作方法如下
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1)每個(gè)監(jiān)測(cè)儀和壓力傳感器都設(shè)定唯一的地址編碼，每個(gè)斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的監(jiān)測(cè)信 號(hào)通過斷面接線盒傳輸?shù)?85總線，所有斷面接線盒通過RS485總線分別傳輸?shù)終JF70通 訊分站；2)KJF70通訊分站在KJ216通訊主站控制下，通過RS485總線定時(shí)巡測(cè)每個(gè)監(jiān)測(cè) 點(diǎn)，將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)循環(huán)顯示在KJ216通訊主站的屏幕上，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí) 存儲(chǔ)和分析。
權(quán)利要求
一種沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，監(jiān)測(cè)裝置包括斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)、通訊分站和通訊主站，斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)與通訊分站連接，通訊分站通過井下光纜與通訊主站連接；斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括下沉量監(jiān)測(cè)點(diǎn)、兩幫移近監(jiān)測(cè)點(diǎn)、充填體垂直應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)和充填體水平應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，下沉量監(jiān)測(cè)點(diǎn)和兩幫移近監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置監(jiān)測(cè)儀，監(jiān)測(cè)儀分別設(shè)置在巷道垂直支撐管和水平活動(dòng)管上，充填體垂直應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)和充填體水平應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置壓力傳感器，壓力傳感器設(shè)置在巷旁充填體內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于， 所述的斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)上各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過斷面接線盒與485總線連接，所有與各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)多通 接線盒連接的485總線通過接線盒與KJF70通訊分站連接。
3.如權(quán)利要求1所述的沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于， 通訊分站是一個(gè)KJF70單片機(jī)，通訊主站是帶有數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的KJ216通訊主站。
4.如權(quán)利要求1所述的沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于， 所述的監(jiān)測(cè)儀為KBUlO 1-200。
5.如權(quán)利要求1所述的沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于， 所述的壓力傳感器為內(nèi)置變送器的壓力傳感器。
6.權(quán)利要求1所述的沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的工作方法，其特 征在于，工作方法如下1)每個(gè)監(jiān)測(cè)儀和壓力傳感器都設(shè)定唯一的地址編碼，每個(gè)斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的監(jiān)測(cè)信號(hào)通 過斷面接線盒傳輸?shù)?85總線，所有斷面接線盒通過RS485總線分別傳輸?shù)終JF70通訊分 站；2)KJF70通訊分站在KJ216通訊主站控制下，通過RS485總線定時(shí)巡測(cè)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，將 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)循環(huán)顯示在KJ216通訊主站的屏幕上，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和 分析。
全文摘要
沿空留巷巷旁充填體及巷道頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置及其工作方法，屬于煤礦巷道監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。監(jiān)測(cè)裝置包括斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)、通訊分站和通訊主站，斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)與通訊分站連接，通訊分站通過井下光纜與通訊主站連接；斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括下沉量監(jiān)測(cè)點(diǎn)、兩幫移近監(jiān)測(cè)點(diǎn)、充填體垂直應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)和充填體水平應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，下沉量監(jiān)測(cè)點(diǎn)和兩幫移近監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置KBU101-200監(jiān)測(cè)儀，KBU101-200監(jiān)測(cè)儀分別設(shè)置在巷道垂直支撐管和水平活動(dòng)管上，充填體垂直應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)和充填體水平應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置壓力傳感器，壓力傳感器設(shè)置在巷旁充填體內(nèi)。工作方法為每個(gè)斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的監(jiān)測(cè)信號(hào)通過485總線傳輸?shù)終JF70通訊分站；通訊分站在通訊主站控制下定時(shí)巡測(cè)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和分析。
文檔編號(hào)E21F15/00GK101949302SQ20101028522
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者何希霖, 劉德春, 劉永祿, 高明濤 申請(qǐng)人:山東新礦趙官能源有限責(zé)任公司