[實用新型]一種礦用鉆孔微位移測量儀

有效

• 申請號: 201320013554.6
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN203011336U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 石永奎;任義;齊敏華;郝建;林惠立;邊平勇
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01B7/16
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本實用新型涉及一種礦用鉆孔微位移測量儀，尤其涉及一種用于煤礦井下工作面鉆孔中測量微小位移的測量儀器。

背景技術

在煤礦開采的礦井中，采場周圍巖體的運動及圍巖中高應力區域的存在是導致煤礦發生頂板垮落、沖擊地壓、煤與瓦斯突出等動力災害的根本致因。因此，準確地監測采場圍巖（主要是煤體）中應力和/或支承壓力的分布規律，預報高應力集中區域的位置是預防和控制煤礦重大動力災害的前提。

礦山壓力理論研究成果表明：采動后圍巖（煤體）中支承壓力勢必導致頂底板的移近和煤體的壓縮，通過監測頂底板的移近量和移近速度（煤體的壓縮量和壓縮速度）可以推斷煤體中支承壓力的高峰位置。

礦用微位移測量儀主要利用上述原理，在工作面前方煤體中布置鉆孔，測量鉆孔中煤體的壓縮量和壓縮速度，對煤體中的支承壓力分布變化規律特別是壓力高峰的位置進行推斷和預測，為煤礦動力災害預防控制提供基礎數據，是煤礦礦壓觀測必選儀器之一。

目前國內外尚沒有對工作面前方煤體的微位移進行測量的專用儀器。目前一直采用的方法是在巷道中預置機械百分表來測量頂底板的位移量，由于綜合機械化采煤，巷道中已經不能布置這些測量點，急需采用新的測量方法和儀器，適應新型采煤工藝的需要。

CN1020588C公開了一種容式位移測量裝置，但其測量結構完全暴露，無法適應井下惡劣的測量環境，且其兩極之間沒有充填介質的功能，測量精度無法保證，無法測量鉆孔中微小位移；CN1170116C公開了一種容式位移測量裝置，其結構復雜，體積較大，無法在鉆孔中使用。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型提出一種礦用微位移測量儀，包括：本體和多個傳感器；

每個所述傳感器包括動尺和靜尺，所述動尺和靜尺均是由導體制成的，所述靜尺中具有適于所述動尺插入的通孔，所述通孔的下端設置有密封靜活塞，所述密封靜活塞上設置有用于介質進出的接頭和用于固定所述密封靜活塞的鎖緊頭；

所述動尺設置在靜尺的所述通孔內，所述動尺尺身上附著有絕緣材料，其下端設置有密封動活塞，所述密封動活塞是由絕緣材料制成的，其上設置有靜尺橡膠密封圈，所述動尺的上端設置有緊固止退箍，所述緊固止退箍內部附著有絕緣材料并具有螺紋，所述緊固止退箍通過螺紋配合固定安裝在所述靜尺上，所述動尺可相對所述緊固止退箍移動；

所述動尺的上端設置有動尺接線片，所述動尺接線片上通過絕緣緊固釘固定有導線，所述導線連接電路模塊，所述電路模塊通過螺柱固定設置在本體上，包括電容測量芯片CAV414、多通道模擬量切換芯片CD4051、24位A/D轉換芯片、16位低功耗MCU芯片、時鐘芯片、存儲器芯片、RS485芯片，用于檢測傳感器的測量結果并予以分析、記錄和發送；

各個傳感器以并聯的方式固定在所述本體上，各個傳感器的靜尺的下端通過三通互相連接并通過油氣管連接儲能罐，所述油氣管上設置有閥門。

優選所述緊固止退箍內部附著的絕緣材料為動尺橡膠密封圈。

優選所述密封靜活塞上的接頭通過連接管連接所述三通，所述三通連接所述油氣管。

本實用新型的優點在于：

1、體積小，可安裝在煤體鉆孔中，不受綜采工作面設備移動及行人的影響；

2、采用電容式位移傳感器，精度高，體積小，適用于井下環境；

3、傳感器上安裝有能產生電容效應的動尺、靜尺，在煤體受到外力作用變形時，動尺隨著煤體變形而產生位移變化，進而產生電容變化，經過電路處理可計算出位移傳感器上的尺寸，其大小與電容變化量的變化量成正比，實現將變形量向電容量的轉換，從而實現了位移的測量；

4、電路中含有電容測量芯片CAV414（或CAV424）、多通道模擬量切換芯片CD4051、24位A/D轉換芯片、16位低功耗MCU芯片、時鐘芯片、大容量存儲器芯片、RS485芯片，實現了高精度的數據采集、計算、存儲，并可通過RS485通信與其他設備實現數據交換。

附圖說明

附圖1是本實用新型所述微位移多點測量儀的外形圖（局部剖視）。

附圖標記如下：

1－絕緣緊固釘，2－動尺接線片，3－動尺，4－緊固止退箍，5－動尺橡膠密封圈，6－靜尺，7－密封動活塞，8－靜尺橡膠密封圈，9－密封靜活塞，10－連接管，11－鎖緊頭，12－三通，13－油氣管，14－閥門，14－本體，15－儲能罐。

具體實施方式

參見附圖1，其描述本實用新型所述礦用鉆孔微位移測量儀的一個優選實施例。

礦用鉆孔微位移測量儀包括本體和多個傳感器，多個傳感器并列固定設置在本體上。