[發明專利]多點位底板離層監測儀及其使用方法

無效

• 申請號: 201010136078.8
• 申請日: 2010-03-26
• 公開（公告）號: CN101832745A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 譚云亮;趙同彬
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01B5/02
• 分類號: G01B5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及煤礦監測儀器。

背景技術

目前，對礦山巷道或工作面圍巖離層的監測主要是對巷道頂板進行監測，而且離層監測基點數比較少，一般為1-2個。如中國專利公開的頂板下沉離層指示儀(申請號98243841)、圍巖離層監測儀(申請號200730013939)、圍巖離層監測報警儀(申請號200420039443)、多方位圍巖離層監測報警儀(申請號200620083761)和多方位雙功能圍巖離層監測報警儀(申請號200710013233)等。所有這些儀器的結構都大同小異，都是由錨頭、拉繩、套管和測尺組成，使用時，錨頭固定在巖孔底，測尺通過套管安裝在孔口，頂板離層時測尺縮回巖孔里，從而測得離層量的大小。上述儀器的共同不足是，測點少，不能反映整個巖層內的細部離層情況，而且由于測尺下垂在孔外，適用于測頂板，不適用監測底板。

因為在煤礦開采中有時先采下層煤，當再采上一層煤時，煤層底板也要發生離層，為生產安全，需要對底板的離層情況進行監測，至今為止，還沒有對煤層底板離層進行監測的監測儀。為此，發明人承擔了國家973項目“煤炭深部開采中的動力災害機理與防治基礎研究”(編號：2010CB226805)，本發明是該項目研究內容中的一部分成果。

發明內容

本發明的目的是設計一種能監測煤層底板離層的監測儀。

本發明同時提供這種監測儀的使用方法。

為達到上述目的，本發明的監測儀主要由基點錨頭、拉繩、基體套管和測尺組成，其特征在于，在所述的基體套管的頂部連接出多個水平方向的伸出管，每個伸出管上開有朝上的觀察縫，伸出管內均安裝有測尺，從觀察縫能看到測尺讀數，每個測尺都通過拉繩連接各自的錨頭，每個拉繩用螺釘活動連接在測尺上，而且在鉆孔內分別有不同的長度。

另外測尺刻度數范圍是0～150mm，有15個大格，每個大格是10mm；每個大格又分5個小格，每個小格2mm。

本發明工作原理是，每個基點錨頭按深淺不同的順序固定在底板巖層的鉆孔內，分別處于不同位置的測點，從下至上依次稱為1^#、2^#、3^#、4^#......測點，當巖層內發生離層時，離層下方的巖石將帶動固定住的基點錨頭向下運動，并拉動測尺位移。此時，測尺上的讀數可顯示各個錨頭不同的位移量，根據各個錨頭位移量的不同，可以得知離層所發生的大體位置以及離層的大小；由最深部的測尺讀數可以知道測量范圍內底板總的離層量。

本發明的使用方法描述如下：

第一步：在需要監測的煤層順槽中的底板上向下打鉆孔，鉆孔深度至設計深度；

第二步：把本發明的多點位底板離層監測儀安裝在鉆孔中；安裝時，首先安裝最深部的錨頭，取拉繩最長的1^#測點錨頭放入鉆孔內，用頂桿頂入鉆孔底部(即1^#測點的安裝位置)；記錄頂桿的頂入長度(即安裝深度)；再依次將2^#、3^#、4^#等測點錨頭用頂桿頂入鉆孔中，并記錄下每個錨頭測點的位置；將基體管頭插入鉆孔并固定在孔口上，將每個拉繩拉緊后，用螺釘固定在各自的測尺上，記錄下所有測尺的初始讀數(或調零位)和安裝時間，安裝完畢；

第三步：記錄底板巖層位移變化數據；從安裝離層監測儀開始至工作面回采前，每5天讀數、記錄一次；從工作面回采開始至距離監測點50m范圍內時，每3天讀數、記錄一次；從距離工作面50m開始，每天讀數、記錄一次；上述記錄數據精確到毫米；若發現數據變化較大時，應增加每天的記錄次數；

第四步：根據上下相鄰兩個測點的位移變化判斷底板巖層的離層情況，兩個測點之間的離層情況判斷如下：

①當相鄰兩個測點的位移相同時，說明兩個測點之間沒有發生離層；

②當相鄰兩個測點的位移不同，且下方測點的位移比上方測點的位移大時，說明兩個測點之間有離層發生，差值即為產生的離層量；

③當相鄰兩個測點的位移不同，且下方測點的位移比上方測點的位移小時，說明一種可能是下方錨頭沒有固定好，還有一種可能是由于拉繩的長度太長，在一定的拉力長期作用下，表現出彈性松弛；

④若是存在已經發生位移的情況，測尺刻度讀數突然回縮變為零，說明這個測點的拉繩斷了。