[发明专利]一种深部矿井大断面硐室变形智能监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种深部矿井大断面硐室变形智能监测系统及方法，包括信号收发射装置(1)、转动控制装置(2)、水平旋转墩(3)、升降柱(4)、底座(5)和控制装置(6)，所述信号收发射装置(1)安装在转动控制装置(2)上，所述转动控制装置(2)安装在水平旋转墩(3)上，所述水平旋转墩(3)安装在升降柱(4)上，所述升降柱(4)安装在底座(5)上，所述信号收发射装置(1)、转动控制装置(2)、升降柱(4)分别与控制装置(6)通信连接，本发明能够实现连续监测、多方位变形监测，而且自动化程度高。

技术领域

本发明涉及煤矿地下工程硐室监测领域，尤其涉及一种深部矿井大断面硐室变形智能监测系统和使用方法。

背景技术

随着煤矿开采技术的发展，越来越多的煤矿煤炭产量达到千万吨级别，矿井向大型化方向发展，由于产量的提升，井下相应的机电，运输设备增大增多，硐室断面逐渐增大；此外，为实现煤炭资源的绿色开采，减少井上矸石山的堆积对环境的影响，井下洗选和排矸技术被相继提出和应用，井下形成了洗选硐室，矸石仓等一系列大断面硐室组成的硐室群。目前，深部煤炭开采已成趋势，然而深部硐室受三高一扰动的影响，硐室围岩稳定性问题愈发突出。由于深部大断面硐室存在着以上断面积大，受硐室群、深部恶劣环境影响等问题，因此，有必要对深部大断面硐室进行安全监测。

硐室表面变形监测是井下硐室安全监测的主要组成部分。变形监测方法主要包括多点位移计法、收敛计法、十字交叉法，激光位移监测等。多点位移计法和收敛计法需要预埋装置，大断面硐室变形监测测点多，操作复杂，对硐室围岩有破坏作用，而十字交叉法精度不高，在对大断面硐室监测时操作困难，因此以上两种方法皆宜不采用。目前，激光位移监测已经部分达到自动化监测，具有精度高，操作简便等特点，然而，采用此方法对深部大断面硐室变形监测时还存在如下问题：1、安装位置具有一定的要求，并且需要在测量基点固定，而深部大断面硐室设备多，有时无法选取合适的测量基点，或者测点需移动时造成前期监测数据的无效，无法做到连续性监测，如申请号为201310419964.5的发明专利，必须将测量装置安装在巷硐壁一侧，申请号为201510663348.3的发明专利激光测距装置需固定安在巷道顶端； 2、自动化程度仍旧不高，如申请号为201310466049.1的发明专利，需要保证激光测距仪与巷道中线垂直，手工调节效率低下，申请号为201410210494.6的发明专利，激光探头所对夹角采用刻度盘读取，在测量数据后还需将数据导入计算机进行处理，无法直接得出测量数据； 3、现有硐室变形监测中，常为选择某一段面监测，若要对硐室进行全方位监测需选取多个断面以及多套监测设备，费时费力且不经济；4、深部矿井大断面硐室对设备要求防爆，而大多监测设备都未涉及此要求。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够连续监测的深部矿井大断面硐室变形智能监测系统及方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种深部矿井大断面硐室变形智能监测系统，包括信号收发射装置、转动控制装置、水平旋转墩、升降柱、底座和控制装置，所述信号收发射装置安装在转动控制装置上，所述转动控制装置安装在水平旋转墩上，所述水平旋转墩安装在升降柱上，所述升降柱安装在底座上，所述信号收发射装置、转动控制装置、升降柱分别与控制装置通信连接。

所述转动控制装置包括转动控制板一、转动控制板二、连接板、竖直转动机构和水平传动机构，连接板一端连接在转动控制板一上，另一端连接在转动控制板二上，所述信号收发射装置位于转动控制板一、转动控制板二之间。