一种采空区矸石侧向压力监测装置的制作方法

本实用新型涉及煤矿安全监测领域，尤其涉及一种采空区矸石侧向压力监测装置。

背景技术：

沿空留巷技术是将工作面的一条顺槽保留下来作为下一个工作面的一条顺槽，取消区段煤柱，实现无煤柱开采。在沿空留巷技术中采空区挡矸尤为重要，特别是经受二次采动及所留巷道沿空侧采空区顶板岩石垮落、采动支承应力重新分布过程中的强烈矿压影响，挡矸体在采空区矸石侧向压力冲击下多因自身承载力不足而被破坏，严重威胁矿井的安全生产。目前由于受技术条件的限制，通常采用工程类比法对所留巷道进行挡矸支护，无法定量分析挡矸体的对采空区矸石的阻挡效果。

因此，需要提供一种采空区矸石侧向压力监测装置，该装置在挡矸体对采空区矸石阻挡过程中，能够定量监测采空区矸石对挡矸体的侧向压力，为工作人员提供实时预警，保证挡矸体的挡矸效果，并为后续工作面挡矸支护的设计方案提供数据支撑。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种采空区矸石侧向压力监测装置，在沿空留巷过程中动态监测采空区矸石对挡矸体的侧向压力，保证矿井的安全高效生产。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种采空区矸石侧向压力监测装置，其特征在于，包括底座，所述底座安装有螺栓，所述螺栓通过螺母连接固定板，所述固定板安装有压力传感器，所述压力传感器前端设有圆盘状承压板；所述底座后部与控制盒相连，所述控制盒设置有显示器，所述显示器左方设置有感光器，述控制盒上方设置有无线通讯模块，所述控制盒右侧安装有防爆电池，所述控制盒通过导线与压力传感器相连。

进一步，为了适用于各种尺寸的挡矸体，所底座、固定板均设置有椭圆状滑槽，所述螺栓可以在椭圆状滑槽内移动，所述滑槽的外侧安装有预紧螺栓。

进一步，为了增强该装置耐酸抗氧化的效果，所述底座、控制盒、固定板、传感器和承压板的表面均涂有耐腐蚀材料。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型构思新颖、设计合理，采用装配式结构，通过调节预紧螺栓的松紧，可适用于不同尺寸的挡矸体；

（2）控制盒背部设置有显示器，方便井下工作人员实时监测，对异常采空区矸石侧向来压进行预警；

（3）采用无线通讯模块将所监测的数据上传至井上控制中心，有利于工作人员分析采空区矸石的侧向来压，极大减少矿井工人的劳动强度。

附图说明

图1为本装置的效果图。

图2为本装置的侧视图。

图3为本装置的俯视图。

图4为本装置固定板的等轴测图。

图5为本装置在巷道中的安装示意图。

图例说明：11—底座；12—固定板；101—螺栓；102—螺母；103—预紧螺栓；104—滑槽；2—控制盒；201—显示器；202—感光器；203—无线通讯模块；204—防爆电池；3—导线；4—压力传感器；5—承压板；6—挡矸体；7—挡矸网；8—巷道；801—巷道顶板；802—巷道底板；803—采空区矸石；9—煤层。

具体实施方式

以下结合附图1~5对本实用新型做进一步具体说明：

一种采空区矸石侧向压力监测装置，其特征在于，包括底座11，所述底座11设有螺栓101，所述螺栓101通过螺母102连接固定板12，所述底座11、固定板12均设置有滑槽104，所述滑槽104的外侧安装有预紧螺栓103；所述固定板12安装有压力传感器4，所述压力传感器4前端设有圆盘状承压板5，所述压力传感器4通过导线3与控制盒2相连；所述底座1后部与控制盒2相连，所述控制盒2设置有显示器201，所述显示器201左侧设置有感光器202；所述控制盒2上方设置有无线通讯模块203，所述控制盒2右侧安装有防爆电池204。所述底座11、固定板12、控制盒2、传感器4和承压板5的表面均涂有耐腐蚀材料。

本实用新型一种采空区矸石侧向压力监测装置的使用方法：

第一步，将该装置的底座11、固定板12通过螺栓101、螺母102固定在挡矸体6的中部，并使承压板5的前端面抵在挡矸网7；

第二步，调节预紧螺栓103，螺栓101在滑槽104中横向移动，直至螺栓101紧贴挡矸体6；

第三步，控制盒2设置的显示器201默认状态为关闭状态，矿井工作人员若想查看该装置的实时压力数据，可通过矿灯照射感光器202，照射3秒后显示器201显示当前压力数据；

第四步，控制盒2上方设置的无线通讯模块203将采集好的数据通过井下安装的基站传递至井上控制中心。

应当理解的是，上述针对具体实施方式的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范用情况下，还可以做出改变尺寸、替换、简单组合等多种变形，这些均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种采空区矸石侧向压力监测装置，其特征在于，包括底座（11），所述底座（11）后部与控制盒（2）相连，所述底座（11）安装有螺栓（101），所述螺栓（101）通过螺母（102）连接固定板（12），所述固定板（12）安装有压力传感器（4），所述压力传感器（4）前端设有圆盘状承压板（5），所述压力传感器（4）通过导线（3）与控制盒（2）相连。

2.根据权利要求1所述的一种采空区矸石侧向压力监测装置，其特征在于，所述底座（11）、固定板（12）均设置有椭圆状滑槽（104），所述滑槽（104）的外侧安装有预紧螺栓（103）。

3.根据权利要求1所述的一种采空区矸石侧向压力监测装置，其特征在于，所述控制盒（2）设置有显示器（201），所述显示器（201）左侧设置有感光器（202）；所述控制盒（2）上方设置有无线通讯模块（203），所述控制盒（2）右侧安装有防爆电池（204）。

4.根据权利要求1所述的一种采空区矸石侧向压力监测装置，其特征在于，所述底座（11）、固定板（12）、控制盒（2）、传感器（4）和承压板（5）的表面均涂有耐腐蚀材料。

技术总结
本实用新型涉及煤矿安全监测领域，具体涉及一种采空区矸石侧向压力监测装置，其特征在于：在沿空留巷过程中，将该装置安装在巷道挡矸体中部，对采空区矸石的侧向压力进行动态监测。该装置由底座、固定板、控制盒、压力传感器、承压板组成，由控制盒右侧安装的防爆电池进行供电。控制盒安装在底座后部，控制盒背部设置有显示器，可通过矿灯照射显示器左侧的感光器显示当前压力数据，并通过无线通讯模块将数据上传至井上控制中心。一种采空区矸石侧向压力监测装置可以实时监测采空区矸石对巷道挡矸体的侧向压力，定量分析当前工程地质条件下挡矸体的效果，并为类似地质条件下的挡矸支护设计提供数据支撑。

技术研发人员：王凯;朱庆文;王劲翔;刘伊帅;李昌进;单梁;李志臣;周臣
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：2019.08.27
技术公布日：2020.04.24