[发明专利]煤柱深部压缩量精密测量方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下围岩移动的监测方法。

背景技术

在各类煤矿事故中，顶板事故仍居前位。随着生产能力的提高、开采强度 的增大和向深部开采转移，顶板安全问题越来越凸现，其中围岩移动的问题一 直是顶板安全问题的一个重点。在目前的监测手段中，我们所使用的监测方法 多为比较落后的机械式的手法。与本申请最接近的技术是申请人授权公告的是 CN 2924017Y“多方位围岩离层监测报警仪”，其工作原理为：在围岩钻孔内装 入离层传感器，孔外连接监测仪，当井下围岩发生离层位移时，固定在测量孔 内的细钢丝绳拉动钢带轮转动，从而带动传感器转动，发生位移电信号，监测 仪显示位移量并进行报警，同时带动刻度钢尺从壳体内伸出，直接显示围岩离 层情况。采用此巷道表面位移监测的方法的主要缺点是：传感器连接部分易老 化，转动部件容易出现卡住现象，造成实际情况与测量数据误差较大，而且安 装不方便，壳体外的钢尺还容易弯曲显示不够直观。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出了一种煤柱深部压缩量精密测 量测量方法和装置。利用巷道内预留煤柱所产生的压缩量来判断围岩是否发生 了离层位移。

为达到上述目的，本发明的测量装置结构是：包括两个微压力传感装置、 液体箱和由单片机组成的监测仪；微压力传感装置结构是在封闭的圆管壳内设 有液腔，液腔液面处安装有压力传感器，压力传感器连接一个变送器，变送器 连接圆管壳体上的电缆插座，两个微压力传感装置的液腔通过连通管与液体箱 连通，两个微压力传感装置通过电缆插座用信号线与监测仪连接。

本发明测量方法如下：

第一步：在煤矿井下预留的煤柱中打两个高度不同的钻孔为基准点，将微压 力传感装置安装在两个钻孔内，微压力传感装置的信号线连接监测仪，将液体 箱置于高于基准点位置，并通过连通管与两个微压力传感装置的液腔连通；

第二步：在监测仪初始参数中输入预留煤柱的原始高度H，两微压力传感装 置传出的压力信号经监测仪数据采集与处理得出压差，通过压差自动计算出两 个基准点之间的初始垂直距离h₀；随着时间的推移，煤柱压缩，监测仪又自动 监测出压缩后两个基准点之间的垂直高度h₁，从而自动计算出煤柱压缩前后两 个基准点之间的垂直高度差Δh＝h₀-h₁，根据公式ΔH＝(Δh/h₀)×H计算出煤 柱压缩量ΔH。

本发明的原理和积极效果是：

1、本发明采用液体压差测量方法和连通器原理可以准确测量出两个基准点 的高度差，从而计算出煤柱实际压缩量，方法简单，数据精确可靠。

2、两个基准点的压力不受连通管路的长短和形状限制，只要测出两个基准 点的压力就可以得到两个基准点的压差，且两个基准点的压差不受液体箱的液 面高度影响，不受井下环境限制。

3、采用的微压力传感器反应灵敏，精度高，安装无方向限制，灵敏可靠。

4、连通管密封简便，即使有轻微渗漏问题也不会影响测量精度。连通管路 比较简单，连接起来也比较方便，连接部分均可采用快速接头，只要插接起来 即可。

5、采用由单片机构成的监测仪进行监测，实现数据自动处理和显示煤柱的 压缩量，实现报警等功能，且可记录储存一段时间内的数据，方便用户查找历 史信息。监测仪可使用目前煤矿用的围岩离层监测报警仪。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图；

图例说明：1-液体箱，2-快速接头，3-连通管，4-信号线，5-监测仪，6- 锚固头，7-液腔，8-圆管壳，9-压力传感器，10-变送器，11-钻孔，12-煤柱， 13-电缆插座，14-防护管。

具体实施方式

如图1所示，本发明测量装置包括两个微压力传感装置、液体箱1和由单 片机组成的监测仪5；微压力传感装置结构是在封闭的圆管壳8内设有液腔7， 液腔7液面处安装有压力传感器9，压力传感器9连接一个变送器10，变送器 10连接圆管壳体上的电缆插座13，两个微压力传感装置的液腔7通过圆管壳8 上的快速接头2和连通管3与液体箱1连通，两个微压力传感装置通过电缆插 座13用信号线4与监测仪5连接。

为了防止压力传感器9和变送器10损坏，将压力传感器9和变送器10安 装在防护管14中。