[發明專利]一種煤系上覆巖層移動監測裝置及其監測方法

無效

• 申請號: 200810080247.3
• 申請日: 2008-12-23
• 公開（公告）號: CN101451815A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 郝兵元;隋剛;馬超;胡海峰;康立勛;張百勝;劉興濱
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01B7/16;G01C5/00
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所
• 代理人: 戎文華

1.一種煤系上覆巖層移動監測裝置，包括傳感器監測裝置、數據采集裝置、地面光學測量裝置，其特征在于：

所述的傳感器監測裝置是在煤系上覆巖層(1)中設置有監測孔(4)，在監測孔(4)中由鋼絲繩(18)一端連接末端傳感器底座(19)上的鋼絲繩固定環(20)，并串接至少兩個或兩個以上的單元傳感器構成傳感器組吊裝到監測孔(4)中；鋼絲繩(18)的另一端通過單元傳感器中孔(21)連接并纏繞到地面監測孔(4)口處的阻尼滾筒(17)上預緊；單元傳感器彈簧(9)上的單元傳感器信號線(11)通過單元傳感器中孔(21)連接到多通道動態應變儀(14)上；在單元傳感器外殼(8)的外壁與監測孔(4)的內壁間由水泥沙漿(16)注入結成一體；

所述的單元傳感器是一個一端封閉，另一端開口的圓筒形單元傳感器外殼(8)，在其封閉端的內外端面上設置有單元傳感器彈簧固定卡(12)和單元傳感器中孔(21)，且外端面的開口內徑與其單元傳感器外殼(8)的外徑相應；在其封閉端內端面上的單元傳感器彈簧固定卡(12)中旋轉連接固定有單元傳感器彈簧(9)，單元傳感器彈簧(9)的另一端延伸到單元傳感器外殼(8)外；在單元傳感器彈簧(9)上設置有單元應變傳感器(10)，單元應變傳感器(10)上的單元傳感器信號線(11)通過單元傳感器中孔(21)延伸到封閉端外構成；

所述的單元傳感器組是由至少兩個或兩個以上的單元傳感器外殼(8)中外延端頭的單元傳感器彈簧(9)旋轉連接固定到另一單元傳感器外殼(8)外端面的開口中；單元傳感器外殼(8)的下端頭與單元傳感器彈簧(9)旋轉一并插入到另一單元傳感器外殼(8)的外端面的開口中，并將每個單元應變傳感器(10)上的單元傳感器信號線(11)通過單元傳感器中孔(21)延伸到地面監測孔(4)口外構成；

所述的數據采集裝置是在地面監測孔(4)口處由兩個以上的單元傳感器彈簧(9)上的單元應變傳感器(10)的單元傳感器信號線(11)接入多通道動態應變儀(14)，并連接到計算機(15)上構成；

所述的地面光學測量裝置是在地面采空區(2)上設置光學測量標志點C(13)，在地面采空區(2)和煤層(3)區域外以遠的、不受采動影響的地面上設置礦區測量控制點A(6)、礦區測量控制點B(7)，采用水準儀或全站儀定期進行光學測量，并與礦區測量控制點A(6)和礦區測量控制點B(7)作對照，監測其在大地坐標下的高程位移情況。

2.一種用于權利要求1所述的煤系上覆巖層移動監測裝置的監測方法，該方法按下列步驟進行：

(1)單元應變傳感器(10)的信號由多通道動態應變儀(14)接收，并傳輸到計算機(15)中存儲并處理；

(2)當單元應變傳感器(10)內的單元傳感器彈簧(9)發生拉伸變形時，單元應變傳感器?(10)發出電信號傳至地面，由數據采集裝置接收，經計算機記錄單元應變傳感器(10)的信號數據，經數據處理，即獲得實時的巖層離層位置和離層量；

(3)將上述步驟(2)中的每一個單元傳感器所測得離層量相加，即得監測孔(4)范圍內的巖層移動的總下沉量；

(4)將連接監測孔(4)口處阻尼滾筒(17)與傳感器底座(19)上的鋼絲繩(18)進行預緊，并將鋼絲繩(18)在監測孔(4)口處設定的刻度位置標定為初始值，當鋼絲繩(18)被拉伸時，其拉伸量與鋼絲繩(18)標定的初始值相比的拉伸量為監測孔(4)范圍內的巖層移動的總下沉量；

(5)采用全站儀對光學測量標志點C(13)，與礦區測量控制點A(6)和礦區測量控制點B(7)進行測量，監測其在大地坐標下的高程變化量；

(6)將上述步驟(2)、(3)、(4)和(5)的巖層離層位置、離層量、總下沉量和高程變化量的測量結果進行計算，得到巖層總體的移動量及其變化狀態。?