[实用新型]一种煤矿巷道变形监测装置

说明书

本实用新型涉及煤矿安全监测领域，具体涉及一种煤矿巷道变形监测装置及其使用方法，包括三个部分：安装平台、传感器与执行机构、ARM处理器。该装置通过安装平台连接在矿车上，在电机车的牵引下到达相应的测点后对巷道断面实施监测；利用传感技术实现测距装置的自动调平，保证后续测量的准确性；通过激光测距技术，实现对巷道变形的精准监测；通过高清摄像头对监测到的异常巷道进行抓拍，为工作人员后续对巷道维护提供依据。本装置带有防爆外壳，结构设计合理可靠，效率高、误差小，有效降低煤矿工作人员的劳动强度，提高矿井自动化程度。

技术领域

本实用新型公布了一种煤矿巷道变形监测装置，特别适用于煤矿巷道变形的快速、自动化监测，属于煤矿安全监测领域。

背景技术

随着我国浅部煤炭资源的枯竭，矿井开采深度不断增加，巷道围岩在深部高地应力作用下所表现出的物理力学性质与浅部有很大差别，尤其具有变形量大的特点。深部围岩受采动影响引起的巷道变形、坍塌事故越发严重，严重影响矿井的正常生产并对工作人员的人身安全构成威胁。

目前，煤矿巷道变形的监测方法可分为两种：一种是人工测量，即矿井工作人员拿标尺进行手工测量和记录；另一种是采用顶板离层仪进行监测，即在巷道顶板打钻孔，在钻孔内布置深、浅两个基点，通过观测套筒内刻度尺的变化值记录顶板的变形量。上述方法在实际运用过程中引起一定的效果，但监测工程量大，误差高，自动化程度低，不利于矿井的高效生产。

在本实用新型之前，申请号为201610187669.5的发明公布了一种井下巷道变形监测装置及方法，包括设于巷道侧壁的滑轨、安装平台、电机、激光测距仪、二维电子水平仪、倾角传感器、无线通讯装置以及微处理器。这种装置能够通过二维电子水平仪、微处理器实现激光测距仪的自动调平功能，提高了工作效率，增加了井下测量工作的自动化程度。但这种装置在使用之前需要在所测巷道的侧壁铺设专用轨道，工作量大、前期投资高，增加了采掘成本；此外，由于该装置安装在巷道一侧，无法准确监测巷道两帮位移量的变化。

针对以上方法在监测煤矿巷道变形过程中存在的缺陷，需要发明一种效率高、误差小、自动化程度强的煤矿巷道变形监测装置。

发明内容

本实用新型针对现有技术所存在的不足，提供了一种煤矿巷道变形监测装置，通过该装置能够全方位无死角地监测巷道断面的位移变形量，并且对异常巷道断面进行图像抓拍，提高巷道变形测量的精度，克服常规巷道变形监测装置自动化程度低的缺陷。

本实用新型一种煤矿巷道变形监测装置的构造是：由安装平台、自动调平模块、激光测距模块、图像抓拍模块、ARM处理器、PLC无线通讯模块构成；所述的安装平台通过凹型卡扣安装在矿车上面；所述的自动调平模块经基座连接在安装平台上；所述的激光测距模块经步进电机安装在自动调平模块的托盘上；所述的图像抓拍模块安装在激光测距模块的转盘上；所述的ARM处理器安装在基座后方的安装平台上；所述自动调平模块、激光测距模块、图像抓拍模块、ARM处理器、PLC无线通讯模块构成均安装有防爆外壳。

所述自动调平模块包括：X轴右侧步进电机、X轴右侧滚珠丝杠、X轴左侧步进电机、X轴左侧滚珠丝杠、Y轴步进电机、Y轴滚珠丝杠、双轴倾角传感器、托盘；所述双轴倾角传感器将采集到的信息传给ARM处理器，经ARM处理器计算后发出信号控制三个步进电机运行，实现托盘的自动调平。

所述激光测距模块包括：激光测距仪、转盘；所述激光测距仪测得的距离数据通过PLC无线通讯模块传送至ARM处理器；所述转盘装有防爆型可充电锂离子电池，为激光测距仪和图像抓拍模块的高清摄像头、补光灯供电。

所述图像抓拍模块包括：高清摄像头和补光灯；所述高清摄像头和补光灯默认状态为关闭状态，所述ARM处理器读取到所述激光测距模块发送的数据与巷道原始数据异常时，通过PLC无线通讯模块向所述图像抓拍模块发出信号，所述高清摄像头和补光灯开启，对异常巷道进行图像抓拍。

本实用新型一种煤矿巷道变形监测装置的使用方法：