[发明专利]一种矿用机械传动数显离层监测系统及方法

说明书

【技术领域】

本发明属于煤矿井下顶板离层监测技术领域，具体涉及一种矿用机械传动数显离层监测系统及方法。

【背景技术】

由于煤矿井下作业环境的特殊性与危险性，对巷道顶板离层量进行实时监测具有重要意义。现有技术中多采用机械式对顶板离层量进行动态监测，随着巷道开拓向大断面、高帮断面发展，现有的顶板离层监测系统在安装、维护、回收等过程存在较多不便，且价格昂贵，回收困难，无法实现重复利用。

【发明内容】

本发明旨在克服现有技术上的不足，设计一种操作实用方便、性能稳定可靠、成本低廉、可回收以及适合大断面巷道顶板机械传动数显离层监测系统。

一种矿用机械传动数显离层监测系统，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以及设置在钻孔外部的传动腔；所述测筒内设置有直线运动部，该直线运动部的一端穿出测筒且其末端固定有用于固定在钻孔预定位置的两个抓紧部，直线运动部另外一端穿出测筒另一端并穿出传动腔；所述传动腔内设置有传动轮，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。

所述传动轮包括传动轮上盘和传动轮下盘，所述传动弹簧片缠绕在传动轮上盘外周；所述传动轮下盘内部安装有可自动张紧的紧固弹簧片，该紧固弹簧片的一端固定在传动腔的腔体上，另外一端与传动轮相连，保证传动轮始终保持自动旋紧状态。

传动弹簧片和紧固弹簧片的缠绕方向始终保持相反。

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。

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。

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。

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。

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，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。

所述测筒与传动腔的连接位置安装有连接构件，该连接构件内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。

一种矿用机械传动数显离层监测系统的监测方法，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，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X1，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。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明测筒内设置有直线运动部，该直线运动部通过两个抓紧部固定在钻孔的两个预定位置，直线运动部的另外一端连接有传动轮，该传动轮上安装有位移传感器，当直线运动部做直线运动时，带动传动轮运转，从而将直线运动转为旋转运动，并被位移传感器检测到，从而对离层量进行计算。

【附图说明】

图1为离层仪整体示意图；

图2为传动腔内部结构及后盖示意图；

图3为传动腔的后盖示意图；

图4为传动轮结构示意图，其中图4(a)为传动轮的主视图，图4(b)为传动轮的侧视图；

图5为连接构件结构示意图；

图6为数显报警系统示意图。

附图标记说明：