预警功能报警。当用矿灯照射光敏控制开关时，LED显示装置显示当前离层量，反之不显示， 以节省系统电量。
[0038] 以下针对本发明监测系统的安装方法予以说明：
[0039] 步骤1、首先将两根钢绞线2的一端分别与深基点锚爪1-1和浅基点锚爪1-2通过 紧固螺丝21连接在一起，另一端依次通过金属固定锚爪3顶部小孔、测筒6内部钢绞线通 过孔、连接构件15的钢绞线通过孔、传动腔体下部安装孔18后缠绕在钢绞线收放装置11 上；
[0040] 步骤2、组装传动轮16、紧固弹簧片14及传动弹簧片13。以右传动轮安装为例， 紧固弹簧片14安装在传动轮下盘16-2部分，紧固弹簧片14 一端与传动腔体连接，一端与 传动轮16相连，可使传动轮16自动逆时针旋转，以紧固钢绞线2 ;传动弹簧片13 -端与连 接构件15连接，然后顺时针缠绕在传动轮上盘16-1，传动弹簧片13另一端与传动轮16相 连，向上拉动连接构件15可使传动转轮16顺时针转动，即紧固弹簧片14与传动弹簧片13 缠绕方向相反；左传动轮安装步骤与上述步骤相同，但是紧固弹簧片14及传动弹簧片13缠 绕方向与右传动轮相反；
[0041] 步骤3、将传动轮16安装在传动腔体内部，调整位置后，盖上传动腔后盖20,并依 次拧紧后盖上的10颗小螺丝；
[0042] 步骤4、将位移传感器的输出端与单片机连接，单片机的输出端连接声光预警装置 和LED显示装置，可充电电源分别连接在角位移传感器和光敏控制开关上，光敏控制开关 的输出连接在LED显示装置上。在单片机24内部预先输入处理程序；盖上电路腔后盖，依 次10颗安装紧固螺丝；
[0043] 步骤5、将角位移传感器转轴插入传动轮中心的转轴连接孔16-3组装完毕。
[0044] 以下对本发明的监测方法予以说明：
[0045] 步骤1、选取某一需要监测的巷道断面，利用锚杆钻机，选取外径相当的钻杆及钻 头，沿垂直于顶板岩面钻进到指定位置后，取出钻杆及钻头，即完成孔的钻进；
[0046] 步骤2、利用专用安装推杆依次将深基点锚爪1-1和浅基点基点锚爪1-2推入到钻 孔中合适位置，一般规定深基点锚爪1-1固定在深入稳定岩层300mm以上的位置，浅基点锚 爪1-2固定与锚杆有效长度相当的位置。拉动钢绞线2以确保基点锚爪1不向下滑移，将 测筒6插入钻孔中，利用金属固定锚爪3及橡胶固定锚爪4将其固定，孔口托盘5与顶板紧 密接触，确保离层系统安装牢靠；
[0047] 步骤3、利用收放装置拉紧钢绞线2,拧紧连接构件紧固螺丝，确保钢绞线2与连接 构件15连接；
[0048] 步骤4、按下电源键9及角位移电位器清零键10,系统开始工作；
[0049] 步骤5、一般认为，顶板离层变化在一周内较为明显，因此，井下人员需要每天或每 两天记录一次深、浅基点读数；
[0050] 步骤6、数据处理：假设深基点安装深度为A，浅基点安装深度为B，当深基点读数 为XI，浅基点读数为X2。根据离层仪监测原理，XI-定大于或等于X2,在A-B范围内围岩 离层量为X1-X2,在0~B范围内的顶板离层量为X2;
[0051] 步骤7、当用矿灯照射离层仪光敏控制开关27时，LED显示装置26显示读数，其余 时间LED显示装置26不工作，进而达到节省电量的目的。当顶板离层量超过设定阈值时， 声光预警装置25会自动报警。
[0052] 步骤三，设备回收。
[0053] 在连续若干天的读数趋于稳定后，监测完毕，可对设备进行回收，首先拧松连接构 件15紧固螺丝，然后从钢绞线自动收放装置9处剪短钢绞线2,用力拉动，将垂直测筒从钻 孔中拔出即可。
[0054] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0055] 1、本发明在实现对顶板离层量动态监测的同时，当离层量超过警戒值后可进行报 警。
[0056] 2、本发明将机械传动系统与数显报警系统相互分离设计，密闭设计的电路腔可隔 绝水汽，同时方便电路腔的回收。
[0057] 3、本发明将垂直测筒长度设置为1. 5m左右，方便系统安装及回收。
[0058] 4、本发明设置有用于连接钢绞线与传动弹簧的连接构件，以及设置有钢绞线收放 装置；
[0059] 5、本发明在垂直测筒上设置有托盘，以阻挡顶板水以及方便在顶板完整性较差的 巷道中使用。
[0060]以上所述，仅是本发明的较佳操作实例，并非对本发明作出的任何限制，凡是根据 本发明技术实质对以上操作实例所作的任何简单修改、变更，均仍属于本发明技术方案的 保护范围内。
【主权项】
1. 一种矿用机械传动数显离层监测系统，其特征在于：包括传动系统以及与传动系统 连接的监测系统； 所述传动系统包括固定在钻孔内的测筒（6)以及设置在钻孔外部的传动腔（8); 所述测筒（6)内设置有直线运动部，该直线运动部的一端穿出测筒（6)且其末端固定 有用于固定在钻孔预定位置的两个抓紧部，直线运动部的另外一端穿出测筒另一端并穿出 传动腔（8);所述传动腔（8)内设置有传动轮（16)，该传动轮（16)外周缠绕有传动弹簧片 (13)，该传动弹簧片（13)的一端与传动轮（16)固定连接，另外一端在直线运动部的作用 下，将线位移转为传动轮的角位移； 所述传动轮上设置有角位移传感器，当顶板发生离层时，直线运动部通过传动弹簧片 (13)带动传动轮转动，进而使角位移传感器转动，该角位移传感器与监测系统连接。2. 根据权利要求1所述的一种矿用机械传动数显离层监测系统，其特征在于：所述传 动轮（16)包括传动轮上盘（16-1)和传动轮下盘（16-2)，所述传动弹簧片（13)缠绕在传动 轮上盘（16-1)外周；所述传动轮下盘（16-2)内部安装有可自动张紧的紧固弹簧片（14)， 该紧固弹簧片（14)的一端固定在传动腔（8)的腔体上，另外一端与传动轮（16)相连，保证 传动轮（16)始终保持自动旋紧状态。3. 根据权利要求2所述的矿用机械传动数显离层监测系统，其特征在于：所述传动弹 簧片（13)和紧固弹簧片（14)的缠绕方向始终保持相反。4. 根据权利要求1所述的矿用机械传动数显离层监测系统，其特征在于：所述角位移 传感器安装在传动轮中心的安装孔内，保证传动轮与角位移传感器共用一根转轴。5. 根据权利要求1所述的矿用机械传动数显离层监测系统，其特征在于：所述抓紧部 为锚爪，该锚爪除了安装在钻孔内直线运动部末端位置的第一锚爪外，还包括第二锚爪、第 三锚爪，以及第四锚爪，其中，所述第一锚爪和第二锚爪自测筒伸出并固定在钻孔的预定位 置，所述第三锚爪安装在测筒末端并通过紧固件与测筒固定连接，所述第四锚爪安装在顶 板钻孔开口位置。6. 根据权利要求5所述的矿用机械传动数显离层监测系统，其特征在于：所述第一和 第二锚爪设置有爪形钢片，用于将锚爪固定在钻孔的预定位置。7. 根据权利要求5所述的矿用机械传动数显离层监测系统，其特征在于：所述第三锚 爪为金属锚爪且与测筒通过胶粘贴在一起，所述第四锚爪为橡胶锚爪，辅助固定测筒。8. 根据权利要求1所述的矿用机械传动数显离层监测系统，其特征在于：所述的矿用 机械传动数显离层监测系统进一步包括有托盘（5)，该托盘为直径略大于钻孔的薄盘，防止 顶板水进入到传动腔内。9. 根据权利要求2所述的矿用机械传动数显离层监测系统，其特征在于：所述测筒与 传动腔的连接位置安装有连接构件，该连接构件设置有直线运动部通过孔，当直线运动部 穿过该连接构件的直线运动部通过孔之后，二者用紧固件紧固，所述传动弹簧片连接在连 接构件上，直线运动部直线运动时，带动连接构件运动，进而通过传动弹簧片带动传动轮转 动。10. -种基于权利要求1至9中任意一项所述的矿用机械传动数显离层监测系统的监 测方法，其特征在于：包括以下步骤： (1)钻孔后，将测筒伸入钻孔中并固定在钻孔内，其中，直线运动部伸出测筒并通过两 个锚爪稳定地固定在钻孔的两个预定位置； (2) 拉紧直线运动部，以防止测量误差； (3) 假设位于较深位置的基点锚爪安装深度为A，位于较浅位置的基点锚爪安装深度 为B，深基点读数为XI，浅基点读数为X2 ;则在A-B范围内围岩离层量为X1-X2,在0~B范 围内的顶板离层量为X2。
【专利摘要】本发明公开了一种矿用机械传动数显离层监测系统及方法，包括传动系统以及监测系统；传动系统包括垂直测筒以及传动腔；所述垂直测筒内设置有钢绞线，该钢绞线的一端穿出垂直测筒而深入钻孔内且其末端固定有用于固定在钻孔预定位置的抓紧部，另外一端穿出垂直测筒另一端并穿出传动腔连接在钢绞线收放装置上；所述传动腔设置有传动轮，该传动轮外周缠绕有传动弹簧片，该传动弹簧片的一端与传动轮固定连接，另外一端与钢绞线固定连接；所述传动轮上设置有角位移传感器，当顶板发生离层时，钢绞线通过传动弹簧片带动传动轮转动，进而使角位移传感器转动，该角位移传感器与监测系统连接。
【IPC分类】G01B7/02
【公开号】CN105333806
【申请号】CN201510745940
【发明人】吴学明, 王苏健, 王乾, 张天军
【申请人】陕西煤业化工技术研究院有限责任公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月5日