专利名称：沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置及其工作方法
技术领域：
本发明涉及沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置及其工作方法，属于煤 矿巷道监测技术领域。
背景技术：
沿空留巷是无煤柱护巷的一种形式，其中无煤柱护巷是采煤技术的一项重大的改 革，沿空留巷技术是回采巷道支护技术改革的主要方面，它以其有利于合理开发煤炭资源， 提高煤炭资源回收率，减少巷道掘进量，从根本上改善矿井采掘接替的紧张局面，改善巷道 维护状况，提高矿井开采效益等优点而被广泛重视。在煤炭开采的环境保护方面，人们试图 通过沿空留巷支护技术的发展和完善来实现煤矿绿色开采，保护环境。沿空留巷既可以少 掘一条回采巷道，降低掘进率、减少掘进排矸量，又可以将矸石为集料制作膏体材料进行巷 帮充填及采空区充填。根据围岩与支护共同作用原理，只能通过支护抵制压力、释放压力， 通过巷旁充填材料的让压变形，减缓巷道其他部位的压力，控制巷道整体变形，使其满足生 产需要。所以，研究有一种有一定支护阻力和允许让压变形的巷旁支护体，迫在眉睫，为此 就需要对沿空巷道围岩运动规律进行监测，得出其运动规律参数，为巷旁充填体的强度、合 理变形让压参数以及合理的巷道支护参数提供依据。针对煤矿沿空留巷巷道围岩运动的监 测和控制效果的评价，目前还没有成熟的技术解决方案。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种煤矿沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态 监测装置及其工作方法。一种煤矿沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置，包括断面监测点、通讯 分站和通讯主站，断面监测点与通讯分站连接，通讯分站通过井下光缆与通讯主站连接；断 面监测点包括下沉量监测点、两帮移近监测点、充填体垂直应力监测点和充填体水平应力 监测点，下沉量监测点和两帮移近监测点上设置监测仪，监测仪分别设置在巷道垂直支撑 管和水平活动管上，充填体垂直应力监测点和充填体水平应力监测点上设置压力传感器， 压力传感器设置在巷旁充填体内。所述的断面监测点上各个监测点通过断面接线盒与485总线连接，所有与各个监 测点多通接线盒连接的485总线通过接线盒与KJF70通讯分站连接。通讯分站是一个KJF70单片机，通讯主站是带有数据分析系统计算机的KJ216通
讯主站。所述的监测仪为KBU101-200。所述的压力传感器为内置变送器的压力传感器。上述沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置的工作方法如下1)每个监测仪和压力传感器都设定唯一的地址编码，每个断面监测点上的监测信号通过断面接线盒传输到485总线，所有断面接线盒通过RS485总线分别传输到KJF70通 讯分站；2)KJF70通讯分站在KJ216通讯主站控制下，通过RS485总线定时巡测每个监测 点，将各监测点的监测数据循环显示在KJ216通讯主站的屏幕上，并对监测数据进行实时 存储和分析。本发明适用于沿空留巷巷道围岩运动规律的动态监测。本发明的积极效果是根据围岩与支护共同作用原理，只能通过支护抵制压力、释放压力，通过巷旁充填 材料的让压变形，减缓巷道其他部位的压力，控制巷道整体变形，使其满足生产需要。所以， 研究有一种有一定支护阻力和允许让压变形的巷旁支护体，迫在眉睫，为此就需要对沿空 巷道围岩运动规律进行监测，得出其运动规律参数，为巷旁充填体的强度、合理变形让压参 数以及合理的巷道支护参数提供依据。
图1本发明的装置组成框图。图2压力传感器结构示意图。图3下沉量监测点监测装置结构示意图。图4两帮移近监测点监测装置结构示意图。图5充填体垂直应力监测点和水平应力监测点装置结构示意图。图中，1、下沉量监测点，2、两帮移近监测点，3、充填体垂直应力监测，4、充填体水 平应力监测点，5、接线盒，6、通讯分站，7、外壳，8、应变计，9、变送器，10、弹性体，11、固定 孔，12、电缆，13、监测仪，14、垂直支撑管，15、水平活动管，16、支架，17、压力传感器，18、垫 板。
具体实施例方式实施例一种煤矿沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置，如图1至图5所示，包括 断面监测点、通讯分站6和通讯主站，断面监测点与通讯分站6连接，通讯分站6通过井下 光缆与通讯主站连接；断面监测点包括下沉量监测点1、两帮移近监测点2、充填体垂直应 力监测点3和充填体水平应力监测点4，下沉量监测点1和两帮移近监测点2上设置监测仪 13，监测仪分别设置在巷道垂直支撑管14和水平活动管15上，充填体垂直应力监测点3和 充填体水平应力监测点4上设置压力传感器17，压力传感器设置在巷旁充填体内。所述的断面监测点上各个监测点通过断面接线盒与485总线连接，所有与各个监 测点多通接线盒连接的485总线通过接线盒与KJF70通讯分站连接。通讯分站是一个KJF70单片机，通讯主站是带有数据分析系统计算机的KJ216通 讯主站。所述的监测仪为KBU101-200。所述的压力传感器为内置变送器9的压力传感器。上述沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置的工作方法如下
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1)每个监测仪和压力传感器都设定唯一的地址编码，每个断面监测点上的监测信 号通过断面接线盒传输到485总线，所有断面接线盒通过RS485总线分别传输到KJF70通 讯分站；2)KJF70通讯分站在KJ216通讯主站控制下，通过RS485总线定时巡测每个监测 点，将各监测点的监测数据循环显示在KJ216通讯主站的屏幕上，并对监测数据进行实时 存储和分析。
权利要求
一种沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置，其特征在于，监测装置包括断面监测点、通讯分站和通讯主站，断面监测点与通讯分站连接，通讯分站通过井下光缆与通讯主站连接；断面监测点包括下沉量监测点、两帮移近监测点、充填体垂直应力监测点和充填体水平应力监测点，下沉量监测点和两帮移近监测点上设置监测仪，监测仪分别设置在巷道垂直支撑管和水平活动管上，充填体垂直应力监测点和充填体水平应力监测点上设置压力传感器，压力传感器设置在巷旁充填体内。
2.如权利要求1所述的沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置，其特征在于， 所述的断面监测点上各个监测点通过断面接线盒与485总线连接，所有与各个监测点多通 接线盒连接的485总线通过接线盒与KJF70通讯分站连接。
3.如权利要求1所述的沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置，其特征在于， 通讯分站是一个KJF70单片机，通讯主站是带有数据分析系统计算机的KJ216通讯主站。
4.如权利要求1所述的沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置，其特征在于， 所述的监测仪为KBUlO 1-200。
5.如权利要求1所述的沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置，其特征在于， 所述的压力传感器为内置变送器的压力传感器。
6.权利要求1所述的沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置的工作方法，其特 征在于，工作方法如下1)每个监测仪和压力传感器都设定唯一的地址编码，每个断面监测点上的监测信号通 过断面接线盒传输到485总线，所有断面接线盒通过RS485总线分别传输到KJF70通讯分 站；2)KJF70通讯分站在KJ216通讯主站控制下，通过RS485总线定时巡测每个监测点，将 各监测点的监测数据循环显示在KJ216通讯主站的屏幕上，并对监测数据进行实时存储和 分析。
全文摘要
沿空留巷巷旁充填体及巷道顶板动态监测装置及其工作方法，属于煤矿巷道监测技术领域。监测装置包括断面监测点、通讯分站和通讯主站，断面监测点与通讯分站连接，通讯分站通过井下光缆与通讯主站连接；断面监测点包括下沉量监测点、两帮移近监测点、充填体垂直应力监测点和充填体水平应力监测点，下沉量监测点和两帮移近监测点上设置KBU101-200监测仪，KBU101-200监测仪分别设置在巷道垂直支撑管和水平活动管上，充填体垂直应力监测点和充填体水平应力监测点上设置压力传感器，压力传感器设置在巷旁充填体内。工作方法为每个断面监测点上的监测信号通过485总线传输到KJF70通讯分站；通讯分站在通讯主站控制下定时巡测每个监测点，并对监测数据进行实时存储和分析。
文档编号E21F15/00GK101949302SQ20101028522
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者何希霖, 刘德春, 刘永禄, 高明涛 申请人:山东新矿赵官能源有限责任公司