[发明专利]一种煤矿区开采沉陷土地损伤的多功能监测装置

权利要求书

1.一种煤矿区开采沉陷土地损伤的多功能监测装置，其特征在于：包括埋设于开采工作面主断面内的沉陷观测墩，沉陷观测墩中心位置嵌设有竖直连接通道，竖直连接通道的底部贯通到沉陷观测墩底部，沉陷观测墩内至少嵌设有三层水平连接通道，水平连接通道贯通到沉陷观测墩的侧面，水平连接通道垂直于竖直连接通道且与竖直连接通道连通，竖直连接通道的顶部与主水平连接通道连通，主水平连接通道伸出沉陷观测墩的位置上设置有数据采集器；所述三层水平连接通道由上而下依次为第一层水平连接通道、第二层连接通道和第三层连接通道；沉陷观测墩侧面对应的第一层水平连接通道、第二层水平连接通道和第三层水平连接通道处均设置有土壤水分传感器，土壤水分传感器上的数据线分别穿过对应的水平连接通道进入到竖直连接通道，最后经主水平连接通道与数据采集器连通；在沉陷观测墩的顶部设置有控制点标志；数据采集器与中央处理器连接，所述沉陷观测墩的顶设置有摄影云台，摄影云台中心与控制点标志在一条铅垂线上，在摄影云台上安置相机或高光谱成像仪；在沉陷观测墩的顶面上设置摄影参考线标识，第一摄影参考线以磁北方向为起始方向，其他摄影参考线以22.5°或45°的间隔，以控制点标志中心为中心呈辐射状设置；高光谱成像仪与中央处理器连接，在沉陷观测墩的正下方设置有土应力计，土应力计的数据线穿过竖直连接通道及主水平连接通道与数据采集器电连接。

2.根据权利要求1所述的煤矿区开采沉陷土地损伤的多功能监测装置，其特征在于：竖直连接通道的顶端距沉陷观测墩的顶面15-20cm；竖直连接通道的直径为8-10cm。

3.根据权利要求1所述的煤矿区开采沉陷土地损伤的多功能监测装置，其特征在于：主水平连接通道的直径为8-10cm。

4.根据权利要求1所述的煤矿区开采沉陷土地损伤的多功能监测装置，其特征在于：第一层水平连接通道包含3个孔径相同分别与沉陷观测墩的3个侧面水平贯通的连接通道，第一层水平连接通道的直径为3-5cm；第二层水平连接通道和第三层水平连接通道均包含4个孔径相同分别与沉陷观测墩的4个侧面水平贯通的连接通道；第二层水平连接通道、第三层水平连接通道与第一层水平连接通道的距离分别为30-40cm、50-60cm；第二层水平连接通道和第三层水平连接通道的直径均为3-5cm。

5.根据权利要求1所述的煤矿区开采沉陷土地损伤的多功能监测装置，其特征在于：第一层水平连接通道与主水平连接通道在同一水平面上，所述第一层水平连接通道内的土壤水分传感器通过连接部件与该层的水平连接通道连接，土壤水分传感器的探头伸出连接部件外垂直插入土层里；第二层水平连接通道和第三层水平连接通道内的土壤水分传感器的探针伸出对应层水平连接通道水平插入土层里。

6.根据权利要求5所述的煤矿区开采沉陷土地损伤的多功能监测装置，其特征在于：所述连接部件包括圆直角型弯头管，圆直角型弯头管的两端均安装有伸缩套管，圆直角型弯头管一端的伸缩套管设置有与外螺纹，第一水平连接通道设置有与该外螺纹相配的内螺纹；圆直角型弯头管另一端的伸缩套管设置有与土壤水分传感器相配的螺纹。

7.根据权利要求1所述的煤矿区开采沉陷土地损伤的多功能监测装置，其特征在于：土壤水分传感器外部设置有保护罩，土壤水分传感器的探针伸出到保护罩外面；第一层水平连接通道连接的土壤水分传感器的保护罩与圆直角型弯头管另一端的伸缩套管螺纹连接；第二层水平连接通道和第三层水平连接通道内的土壤水分传感器的保护罩与对应的水平连接通道螺纹连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的煤矿区开采沉陷土地损伤的多功能监测装置，其特征在于：所述土应力计的两端为螺旋状弹簧结构，中间部位含有应力传感器系统，应力传感器系统套设于钢管内，在钢管上还连通有连通管，连通管所竖直连接通道连通，应力传感器系统的数据线穿过连通管，经竖直连接通道和主水平连接通道与数据采集器连接。