一种巷道顶板离层实时监控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种巷道顶板离层实时监控装置，包括：深部基点锚头和浅部基点锚头，且所述深部基点锚头与深部位移传感器连接，所述浅部基点锚头与浅部位移传感器连接，所述深部位移传感器和浅部位移传感器分别与检测模块电连接。本实用新型通过深部位移传感器与浅部位移传感器获取深部基点锚头与浅部基点锚头的位移量，并采用检测模块对深部位移传感器和浅部位移传感器输出的位移信号进行检测，实现对巷道顶板离层的自动监测，并对可能发生的顶板事故做出提前预警。
【专利说明】一种巷道顶板离层实时监控装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿井巷道支护监测相关【技术领域】，特别是一种巷道顶板离层实时监控装置。
【背景技术】
[0002]巷道顶板离层是指在巷道服务期内，顶板岩层中一点与上方一定深度岩层中的某一基点之间的相对位移量。巷道顶板离层监测是巷道支护监测技术研究的重要内容，它对保障矿井安全生产具有重大意义。目前，煤矿井下顶板离层监测主要有两种方法:一是利用机械式或电子式仪表人工定期检测来完成，这种检测方法测量效率和精度低，人为影响因素大，更重要的是很难实现测量结果的自动传输、处理和综合分析。二是随着技术的进步，各种自动化的智能离层监测传感器相继出现，但精度和可靠性等方面的原因，一直制约着其在煤矿领域的推广。
实用新型内容
[0003]基于此，有必要针对现有的巷道顶板离层监测的自动化程度不高的技术问题，提供一种巷道顶板离层实时监控装置。
[0004]一种巷道顶板离层实时监控装置，包括:深部基点锚头和浅部基点锚头，且所述深部基点锚头与深部位移传感器连接，所述浅部基点锚头与浅部位移传感器连接，所述深部位移传感器和浅部位移传感器分别与检测模块电连接。
[0005]进一步的，所述深部基点锚头安装于所述巷道顶板的位置深于所述浅部基点锚头安装在所述巷道顶板的位置。
[0006]进一步的，所述深部位移传感器与所述浅部位移传感器为拉绳式位移传感器，所述深部位移传感器固定在所述巷道顶板，且所述深部位移传感器的钢丝绳与所述深部基点锚头连接，所述深部位移传感器的输出端与所述检测模块电连接，所述浅部位移传感器固定在所述巷道顶板，且所述浅部位移传感器的钢丝绳与所述浅部基点锚头连接，所述浅部位移传感器的输出端与所述检测模块电连接。
[0007]进一步的，所述深部位移传感器与所述浅部位移传感器为电阻输出，所述检测模块包括:恒流源和单片机，所述恒流源和所述深部位移传感器与所述浅部位移传感器分别电连接后接入所述单片机。
[0008]进一步的，所述深部位移传感器与所述浅部位移传感器为电压输出，所述检测模块包括:单片机，所述深部位移传感器与所述浅部位移传感器分别接入所述单片机。
[0009]进一步的，所述检测模块与总线通讯接口电连接。
[0010]更进一步的，所述检测模块通过总线通讯接口与分站服务器电连接。
[0011]再进一步的，所述分站服务器通过井下光纤环网与地面监控计算机电连接。
[0012]进一步的，所述检测|旲块与按键电路、液晶显不电路和存储电路分别电连接。
[0013]本实用新型通过深部位移传感器与浅部位移传感器获取深部基点锚头与浅部基点锚头的位移量，并采用检测模块对深部位移传感器和浅部位移传感器输出的位移信号进行检测，实现对巷道顶板离层的自动监测，并对可能发生的顶板事故做出提前预警。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型一种巷道顶板离层实时监控装置的结构模块图；
[0015]图2为顶板离层量计算示意图；
[0016]图3为其中一个实施例中检测模块的结构示意图；
[0017]图4为另一个实施例中检测模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。
[0019]如图1所示为本实用新型一种巷道顶板离层实时监控装置的结构模块图，包括:深部基点锚头11和浅部基点锚头12，且所述深部基点锚头11与深部位移传感器13连接，所述浅部基点锚头12与浅部位移传感器14连接，所述深部位移传感器13和浅部位移传感器14分别与检测模块15连接。
[0020]通过深部位移传感器13与浅部位移传感器14获取深部基点锚头11与浅部基点锚头12的位移量，并由检测模块15进行判断其位移量的变化情况。从而实现巷道顶板离层的实时监控。
[0021]如图2所示，在其中一个实施例中，所述深部基点锚头11安装于所述巷道顶板的位置深于所述浅部基点锚头12安装在所述巷道顶板的位置。深部基点锚头11插入所述巷道顶板的基点为深部基点A,其位移为深部位移La,而浅部基点锚头12插入所述巷道顶板的基点为浅部基点B，其位移为浅部位移Lb。分别计算深部位移La和浅部位移Lb，从而得到顶板尚层星Δ L=La_Lb。
[0022]在其中有一个实施例中，所述深部位移传感器13与所述浅部位移传感器14为拉绳式位移传感器，所述深部位移传感器13固定在所述巷道顶板，且所述深部位移传感器13的钢丝绳与所述深部基点锚头11连接，所述深部位移传感器13的输出端与所述检测模块15电连接，所述浅部位移传感器14固定在所述巷道顶板，且所述浅部位移传感器14的钢丝绳与所述浅部基点锚头12连接，所述浅部位移传感器14的输出端与所述检测模块15电连接。
[0023]在其中一个实施例中，所述深部位移传感器13与所述浅部位移传感器14为电阻输出，所述检测模块15包括:恒流源和单片机，所述恒流源和所述深部位移传感器13与所述浅部位移传感器14分别电连接后接入所述单片机。
[0024]位移传感器可以是电阻输出，对应于不同的位移变化其电阻输出也产生相应的变化。通过设置恒流源则将电阻变化转换为电压变化供单片机采样使用。如图3所示，恒流源152将深部位移传感器13与浅部位移传感器14的电阻输出转换为电压输出，经过模数(A/D)转换输入单片机151，供单片机151采样。
[0025]在其中一个实施例中，所述深部位移传感器13与所述浅部位移传感器14为电压输出，所述检测模块15包括:单片机，所述深部位移传感器与所述浅部位移传感器分别接入所述单片机。[0026]位移传感器也可以是电压输出，对应于不同的位移变化其电压输出也产生相应的变化。其电压变化可以直接供单片机采样使用。例如，拉绳式位移传感器可以设置为电阻输出或者电压输出，电压输出是拉绳式位移传感器采用自带电压转换模块，将电阻输出转变为电压输出。如图4所示，由于深部位移传感器13与浅部位移传感器14为电压输出，因此经过A/D转换直接输入单片机151，供单片机151采样。
[0027]在其中一个实施例中，所述检测模块15与总线通讯接口电连接。通过总线通讯接口则可以与其他设备进行连接。通过总线通讯接口将测量结果自动上传到上位机，由上位机进行数据存储、计算和分析，提高了检测的效率和灵活性。
[0028]在其中一个实施例中，所述检测模块通过总线通讯接口与分站服务器电连接。
[0029]优选地，所述分站服务器通过井下光纤环网与地面监控计算机电连接。
[0030]在其中一个实施例中，所述检测模块15与按键电路、液晶显示电路和存储电路分别电连接。按键电路、液晶显示电路和存储电路分别与按键、液晶显示、EEPROM连接，用于完成标定和测量参数显示等功能。
[0031]作为一个例子，本实用新型一种巷道顶板离层实时监控装置，测量时，先用安装杆将锚头送至相应位置，其中，深部基点锚头至8000mm，浅部基点锚头至2300mm。利用两个精密拉绳式位移传感器来检测深部基点和浅部基点的位移变化量。精密拉绳式位移传感器为电阻输出，因此位移检测电路利用精密恒流源电路输出的ImA电流，实现0-5K电阻向0-5V电压的转换，供单片机采样。单片机根据采样的电压值，分析计算深部位移和浅部位移，并得到顶板离层量。计算结果通过总线接口传送给分站，并由分站通过井下光纤环网上传地面监控计算机，实现井下巷道离层情况的实时、可靠监测。
[0032]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种巷道顶板离层实时监控装置，其特征在于，包括:深部基点锚头和浅部基点锚头，且所述深部基点锚头与深部位移传感器连接，所述浅部基点锚头与浅部位移传感器连接，所述深部位移传感器和浅部位移传感器分别与检测模块电连接。
2.根据权利要求1所述的巷道顶板离层实时监控装置，其特征在于，所述深部基点锚头安装于所述巷道顶板的位置深于所述浅部基点锚头安装在所述巷道顶板的位置。
3.根据权利要求1所述的巷道顶板离层实时监控装置，其特征在于，所述深部位移传感器与所述浅部位移传感器为拉绳式位移传感器，所述深部位移传感器固定在所述巷道顶板，且所述深部位移传感器的钢丝绳与所述深部基点锚头连接，所述深部位移传感器的输出端与所述检测模块电连接，所述浅部位移传感器固定在所述巷道顶板，且所述浅部位移传感器的钢丝绳与所述浅部基点锚头连接，所述浅部位移传感器的输出端与所述检测模块电连接。
4.根据权利要求1所述的巷道顶板离层实时监控装置，其特征在于，所述深部位移传感器与所述浅部位移传感器为电阻输出，所述检测模块包括:恒流源和单片机，所述恒流源和所述深部位移传感器与所述浅部位移传感器分别电连接后接入所述单片机。
5.根据权利要求1所述的巷道顶板离层实时监控装置，其特征在于，所述深部位移传感器与所述浅部位移传感器为电压输出，所述检测模块包括:单片机，所述深部位移传感器与所述浅部位移传感器分别接入所述单片机。
6.根据权利要求1所述的巷道顶板离层实时监控装置，其特征在于，所述检测模块与总线通讯接口电连接。
7.根据权利要求6所述的巷道顶板离层实时监控装置，其特征在于，所述检测模块通过总线通讯接口与分站服务器电连接。
8.根据权利要求7所述的巷道顶板离层实时监控装置，其特征在于，所述分站服务器通过井下光纤环网与地面监控计算机电连接。
9.根据权利要求1所述的巷道顶板离层实时监控装置，其特征在于，所述检测模块与按键电路、液晶显不电路和存储电路分别电连接。
【文档编号】E21F17/18GK203685295SQ201320746933
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】李学哲, 徐会军, 封孝辉, 冯海美, 李孝平, 胡兴志 申请人:中国神华能源股份有限公司, 华北科技学院