[發(fā)明專利]一種淺埋煤層開采覆巖運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310725918.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN103673982B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張保良;郭惟嘉;張新國;陳紹杰;李楊楊;陳軍濤;劉音;孫熙震;王海龍;江寧;張士川;張浩強(qiáng);尚曉龍;路暢;張濤;劉鎮(zhèn);李干
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C5/00
• 分類號(hào): G01C5/00
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 陳海濱

本發(fā)明提出了一種淺埋煤層開采覆巖運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測裝置及方法，屬于煤礦、金屬礦山監(jiān)測設(shè)備領(lǐng)域。因淺埋煤層埋藏淺，煤層開采后，控制上覆巖層運(yùn)動(dòng)的巖層只是其中的關(guān)鍵層，無需對(duì)每一個(gè)巖層進(jìn)行監(jiān)測，故發(fā)明一套裝置及監(jiān)測方法可以同時(shí)對(duì)多個(gè)巖層進(jìn)行運(yùn)動(dòng)監(jiān)測，該裝置包括梯狀壓縮器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)采集器。梯狀壓縮器與壓力傳感器連接，壓縮器受上覆巖層下沉運(yùn)動(dòng)內(nèi)桿向下移動(dòng)，油壓升高，壓力傳感器產(chǎn)生信號(hào)；壓力傳感器與轉(zhuǎn)換器相接，轉(zhuǎn)換器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信號(hào)；數(shù)據(jù)采集器與轉(zhuǎn)換器相連，采集轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化出來的數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)了對(duì)淺埋煤層上覆巖層運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，可以直觀表現(xiàn)覆巖運(yùn)動(dòng)變形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦、金屬礦山監(jiān)測設(shè)備及方法領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)淺埋煤層開采后其上覆關(guān)鍵巖層運(yùn)動(dòng)下沉進(jìn)行監(jiān)測的裝置及方法。

背景技術(shù)

淺埋煤層埋深小，煤層開采后，控制巖層運(yùn)動(dòng)的并不是所有的巖層，而只是厚度大、強(qiáng)度高的巖層。現(xiàn)有技術(shù)中主要利用GPS-RTK聯(lián)合水準(zhǔn)儀測量和地表沉陷預(yù)計(jì)軟件計(jì)算獲得地表下沉、變形值，但是這些方法無法得知關(guān)鍵巖層每時(shí)每刻的運(yùn)動(dòng)情況，如下沉速度、下沉?xí)r間、斷裂時(shí)間等。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種淺埋煤層開采覆巖運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測裝置及方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是：

一種淺埋煤層開采覆巖運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測裝置，包括梯形壓縮器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)采集器，梯形壓縮器與壓力傳感器相連接，壓力傳感器與轉(zhuǎn)換器相連接，轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)采集器相連接；所述梯形壓縮器包括內(nèi)測量桿、內(nèi)油壓筒體、外測量桿和外油壓筒體，內(nèi)測量桿的一端連接內(nèi)油壓筒體，外測量桿的一端連接外油壓筒體，內(nèi)油壓筒體和外油壓筒體的底端均設(shè)置有應(yīng)變片，壓力傳感器與應(yīng)變片相連接。

優(yōu)選的，所述外測量桿和外油壓筒體分別套在內(nèi)測量桿和內(nèi)油壓筒體外側(cè)，且外測量桿和外油壓筒體、內(nèi)測量桿和內(nèi)油壓筒體相互獨(dú)立；所述內(nèi)測量桿直徑為30mm、內(nèi)油壓筒體直徑為55mm，所述外測量桿直徑為80mm、外油壓筒體直徑為95mm。

優(yōu)選的，在內(nèi)測量桿的端部連接有內(nèi)加長桿，在外測量桿的端部連接有外加長桿，所述內(nèi)加長桿的直徑為20mm、外加長桿的直徑為70mm。

優(yōu)選的，在內(nèi)油壓筒體和外油壓筒體的端部均設(shè)置有底座，在底座上設(shè)置有出線口，所述壓力傳感器通過信號(hào)線與轉(zhuǎn)化器連接，所述信號(hào)線從出線口穿過。

一種淺埋煤層開采覆巖運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測方法，包括以下步驟：

（1）根據(jù)淺埋煤層巖心柱狀圖及地質(zhì)條件選取第一關(guān)鍵巖層、第二關(guān)鍵巖層及其上測點(diǎn)；

（2）在第一關(guān)鍵巖層的測點(diǎn)鉆取直徑為87mm的內(nèi)測量孔，在第二關(guān)鍵巖層的測點(diǎn)鉆取直徑為115mm的外測量孔，內(nèi)測量孔與外測量孔相通；

（3）在破碎巖層段加附套筒或注漿完成內(nèi)測量孔、外測量孔保護(hù)；

（4）在內(nèi)、外測量孔對(duì)應(yīng)煤層底板固定梯形壓縮器，內(nèi)測量桿插入內(nèi)測量孔，外測量桿插入外測量孔，內(nèi)測量桿和外測量桿上端分別與第一關(guān)鍵層、第二關(guān)鍵層緊密接觸，內(nèi)油壓筒體和外油壓筒體的兩個(gè)端部均固定在煤層底板上；

（5）梯形壓縮器的應(yīng)變片與壓力傳感器相連接，梯形壓縮器受上覆巖層下沉運(yùn)動(dòng)，內(nèi)、外測量桿向下移動(dòng)，內(nèi)、外油壓筒體內(nèi)油壓升高，分別通過應(yīng)變片將信號(hào)傳遞至第一壓力傳感器與第二壓力傳感器；第一壓力傳感器與第二壓力傳感器通過信號(hào)線連接至轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信號(hào)；數(shù)據(jù)采集器與轉(zhuǎn)換器相連，采集轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化出來的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：