[發(fā)明專利]地下空間圍巖頂板災(zāi)害非接觸磁致伸縮實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611021128.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN107036524B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B7/24
• 分類號(hào): G01B7/24
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務(wù)所 37223
• 代理人: 孫愛華

地下空間圍巖頂板災(zāi)害非接觸磁致伸縮實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，屬于礦業(yè)和巖土工程安全檢測(cè)與監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于：包括主控計(jì)算機(jī)、磁致伸縮位移傳感器以及聲光報(bào)警裝置，包括如下步驟：步驟1，施工鉆孔；步驟2，固定磁環(huán)；步驟3，安裝傳感器；步驟4，將傳感器與供電電源連接；步驟5，將傳感器、主控計(jì)算機(jī)、聲光報(bào)警裝置連接；步驟6，主控計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析；步驟7，主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷與分析；步驟8，報(bào)警。在本地下空間圍巖頂板災(zāi)害非接觸磁致伸縮實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法中，通過使用磁致伸縮位移傳感器，實(shí)現(xiàn)了頂板圍巖形變的非接觸測(cè)量，不會(huì)由于摩擦、磨損等原因?qū)е率褂脡勖档?，因此大大提高了精度、穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

地下空間圍巖頂板災(zāi)害非接觸磁致伸縮實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，屬于礦業(yè)和巖土工程安全檢測(cè)與監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

地下空間比如地下工程和礦山井下存在圍巖片幫、底鼓、巖爆、頂板冒落等危險(xiǎn)，其中尤以冒頂或頂板事故最突出，其對(duì)工作人員和設(shè)備構(gòu)成了直接威脅，而且影響工程進(jìn)度，還能造成支護(hù)失效，甚至地震。2014 年全國(guó)煤礦事故總共發(fā)生509起，死亡931人，而頂板事故就有196起，死亡292 人，因此，圍巖頂板安全問題亟待解決。

要保證安全必須針對(duì)上述問題的發(fā)生進(jìn)行事先預(yù)防和預(yù)警，需要對(duì)圍巖頂板狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控。目前關(guān)于圍巖頂板的監(jiān)測(cè)手段主要包括：圍巖變形監(jiān)測(cè)、圍巖支架載荷監(jiān)測(cè)、圍巖的應(yīng)力監(jiān)測(cè)以及針對(duì)以上監(jiān)測(cè)開發(fā)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的儀器設(shè)備，如頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、頂板在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。在上述監(jiān)測(cè)方法中，圍巖變形監(jiān)測(cè)是較為常見的監(jiān)測(cè)手段。

圍巖變形監(jiān)測(cè)的工作原理是：當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物發(fā)生變形時(shí)將會(huì)通過位移計(jì)的錨頭帶動(dòng)測(cè)桿，測(cè)桿拉動(dòng)位移計(jì)產(chǎn)生位移變形，變形傳遞給振弦式位移計(jì)轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率，電磁線圈激振振弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可計(jì)算出被測(cè)結(jié)構(gòu)物的變形量，其屬于接觸式測(cè)量，安裝監(jiān)測(cè)及分析過程相對(duì)繁瑣復(fù)雜而且費(fèi)用高，由于接觸式測(cè)量器件之間會(huì)發(fā)生摩擦，因此長(zhǎng)時(shí)間使用之后會(huì)因摩擦、磨損等原因?qū)е率褂脡勖档偷膯栴}，精度、穩(wěn)定性和可靠性隨之下降，同時(shí)對(duì)整個(gè)安裝質(zhì)量的要求也較高，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的后期分析復(fù)雜和不方便，實(shí)際使用效果并不理想，有必要探尋新的有效監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過使用磁致伸縮位移傳感器，實(shí)現(xiàn)了頂板圍巖形變的非接觸測(cè)量，不會(huì)由于摩擦、磨損等原因?qū)е率褂脡勖档?，因此大大提高了精度、穩(wěn)定性和可靠性的地下空間圍巖頂板災(zāi)害非接觸磁致伸縮實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該地下空間圍巖頂板災(zāi)害非接觸磁致伸縮實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：包括主控計(jì)算機(jī)、磁致伸縮位移傳感器以及聲光報(bào)警裝置，磁致伸縮位移傳感器安裝在頂板圍巖中，包括測(cè)桿、磁環(huán)以及傳感器本體，傳感器本體與主控計(jì)算機(jī)連接，主控計(jì)算機(jī)與聲光報(bào)警裝置相連，

包括如下步驟：

步驟1，在頂板圍巖的監(jiān)測(cè)位置進(jìn)行開孔，由外而內(nèi)依次形成測(cè)桿安裝孔和測(cè)桿延伸孔；

步驟2，在磁環(huán)的內(nèi)側(cè)面上涂膠，然后將磁環(huán)送入測(cè)桿安裝孔內(nèi)，并固定在測(cè)桿延伸孔和測(cè)桿安裝孔的交界處；

步驟3，將磁致伸縮位移傳感器的測(cè)桿裝入測(cè)桿安裝孔內(nèi)，測(cè)桿穿過磁環(huán)伸入測(cè)桿延伸孔內(nèi)，將磁致伸縮位移傳感器的傳感器本體固定在測(cè)桿安裝孔的開口處；

步驟4，將磁致伸縮位移傳感器的傳感器本體與供電電源相連；

步驟5，完成磁致伸縮位移傳感器與主控計(jì)算機(jī)的通信連接以及主控計(jì)算機(jī)與聲光報(bào)警裝置之間的通信連接；

步驟6，磁致伸縮位移傳感器將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)送入主控計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)通過磁致伸縮位移傳感器送入的由磁環(huán)與測(cè)桿測(cè)定的位移數(shù)據(jù)對(duì)頂板圍巖進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析；