[发明专利]一种井下选煤厂设备硐室底板位移动态监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及井下选煤厂硐室位移监测技术领域，具体涉及一种井下选煤厂设备硐室底板位移动态监测方法。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，约占一次能源的70%，伴随煤炭生产过程中产生的固体废物矸石在15~25%。我国目前大多采用在井上建设选煤厂对矸石进行处理，但是随着矿井大型化和煤矿开采机械化程度的不断提高，大量洗选后排放的矸石堆放在地面，不仅占用大量的土地资源，而且矸石容易自燃，对周边环境造成威胁，生产中产生的粉尘、噪音和污水也严重污染生态环境，因此，如何有效的解决矸石问题成为学者研究的目标。针对这一问题，国家在“十二五”期间，将对原煤的井下洗选、井下排矸技术和设备进行开发和利用。在井下建立选煤厂，实现原煤井下分选和充填一体化，减少原煤运输以及吨煤能耗。目前，井下选煤厂已经在我国得到了成功构建和运行，在原煤升井前通过选煤设备将其中的矸石排出，直接用于井下喷浆或采空区回填材料，实现了原煤井下分选和充填一体化，实现了原煤的绿色开采。

随着井下选煤的实现，符合井下选煤厂设备硐室的安全监测和控制系统也有待于进一步的开发和研究。这是因为井下选煤厂设备硐室的特点和巷道存在着一定的区别，其监测方法也不同。首先，传统的巷道底板位移测量方法无法适用于井下选煤厂设备硐室。井下选煤采用的选煤设备体积较大，占据了硐室内相当一部分的空间，而根据理论研究，硐室底板围岩的应力集中点位于底板的中心位置，这样就不利于监测点位置的选择。其次，为了选煤设备的安全运行，通常会在硐室内浇筑设备基础，底臌的作用表现在设备基础上，但是在设备基础上打孔安装测量设备的话，极易破坏设备基础的整体性，影响井下安全生产。再者，目前对井下底板位移的监测方法极其有限，且仍局限于机械测量。

在矿山压力作用下，井下选煤厂设备硐室底板岩石会产生底臌，导致硐室内大型选煤设备基础局部受力不均而产生倾斜、位移现象，严重影响选煤设备的安全运行和工作人员的人身安全。因此，很有必要对井下选煤厂设备硐室底板位移进行监测，保证生产安全。但是，目前还没有针对井下选煤厂设备硐室底板位移监测的相关研究报道。

现有的光纤光栅锚杆测力装置及监测锚杆应力变化的方法（专利号CN101358886A）中的锚杆测力装置包括压力表1、T字型油管2，水平管和液压油缸4连接，垂直管与光纤光栅3连接。通过在岩石或土层内安装锚杆，在锚杆的外露端嵌入垫板和液压油缸，并用螺母连接。光纤光栅传感器将锚杆受力变化量通过其纤芯连接到外部的光纤光栅网络分析仪进行数据的处理。但是该发明不能适用于选煤厂设备硐室底板位移的监测，其原因主要表现在以下三个方面：首先，现有技术体积较大，其安装会影响选煤厂设备硐室内设备的运行和操作人员的正常通行；其次，现有技术不能安装在选煤设备基础上，通过在设备基础上钻孔安装，不仅会破坏设备基础的整体性和稳定性，而且会影响选煤设备运行；最后，现有技术成本较高，采用的光纤光栅网络分析仪价格昂贵，不适合在井下推广使用。

公开号为102926808A的发明也公开了一种基于光纤光栅传感的井下选煤硐室底板在线监测装置及方法，在通讯光纤上连接四个光纤光栅传感器和一个光纤光栅温度传感器，四个光纤光栅传感器布置在设备周围的设备基础的四个角部，通讯光纤的接入端或引出端连接光纤光栅网络分析仪，光纤光栅网络分析仪与计算机连接。通过光纤光栅网络分析仪分析光纤光栅传感器波长改变量的大小，并将其转变为设备基础上各个测点出的应力变化，读取不同时刻下选煤硐室设备基础的应力分布状况，判断设备基础是否产生倾斜，实现对选煤硐室底板的监测。该发明装置较为复杂，占用场地较多，且光栅的价格昂贵，虽然能对井下选煤厂硐室底板进行监测，但是实用性以及推广性并不高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种井下选煤厂设备硐室底板位移动态监测方法，通过监测大型选煤设备基础是否倾斜，来实现对选煤厂设备硐室底板位移的监测。本发明体积小、价格低，可以安装在设备基础上，不破坏设备基础的稳定性，不影响选煤设备的安全运行和工作人员通行，可用于监测设备基础倾斜、位移监测，适用于各种煤矿井下设备硐室的底板位移监测。

一种井下选煤厂设备硐室底板位移动态监测方法，包括信号采集、数据传输和分析计算，信号采集通过监测装置对硐室底板位移信息进行监测，数据传输通过有线或者无线的方式将位移信息发送至上位机进行计算分析，判断大型选煤设备基础是否倾斜，完成对井下选煤厂设备硐室底板位移动态监测。