[發(fā)明專利]一種頂?shù)装宸€(wěn)定性自動測量裝置使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611034251.7
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106768015B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張華磊;龐冬冬;鮑鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01S13/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種采用頂?shù)装宸€(wěn)定性自動測量裝置進行現(xiàn)場實測整條巷道不同地點底板比壓的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、布置測點：地形平整的巷道區(qū)域每隔10m布置一個測點，地形坡度大于8°或者在20m長的距離內(nèi)，任何位置高低處相差500mm的區(qū)域每隔5m布置一個測點；

步驟二、測量：采用頂?shù)装宸€(wěn)定性自動測量裝置，將其推送到第一個測點，先清掃底板，將改進單體支柱扶正，保持豎直狀態(tài)，底板一定要接觸完全；

打開高壓注液管(16)上的閥門，將改進單體支柱加壓使頂板擋板(7)頂?shù)巾敯宀辉僮冃危磩硬僮鳈C(2)對測量地點進行數(shù)字編號，再按清除鍵，使位移和壓力都設(shè)定為零，再設(shè)置壓模類別，每一種都對應(yīng)著位移變化閾值；當(dāng)位移量超過對應(yīng)閾值，即說明變化量過大，即壓模不合適，操作機(2)會顯示紅色指示燈提醒，這時需更換直徑大一號的壓模，直至沒有紅色指示燈亮起時，說明壓模可用；按開始鍵，同時打開高壓注液管(16)上的閥門，在操作機(2)屏幕上看到壓力和位移曲線圖，當(dāng)壓力值達到極值并下降到極值的1/3～1/2時，測量工作完成，停止注液，但當(dāng)壓力值未出現(xiàn)極值或者出現(xiàn)極值但壓力值還未下降到極值的1/3～1/2時，位移量就已經(jīng)超過對應(yīng)閾值，即說明變化量過大，即壓模直徑仍然偏小，操作機會顯示紅色指示燈提醒，這時需更換直徑大一號的壓模，直至沒有紅色指示燈亮起時，說明壓模可用，數(shù)據(jù)有用；

旋轉(zhuǎn)放液口(13)的旋轉(zhuǎn)按鈕，放出乳化液，內(nèi)柱(4)在重力作用下下沉，當(dāng)改進單體支柱頂端距離巷道頂板50mm-150mm時，反向旋轉(zhuǎn)放液口(13)的旋轉(zhuǎn)按鈕，關(guān)閉放液口(13)，同時放倒改進單體支柱到車體上，并運輸?shù)较乱粶y點；

測量過程中，注液口(12)內(nèi)的壓力傳感器通過油壓數(shù)據(jù)線將壓力值以電子信號的形式輸入到操作機(2)；測量表(10)中有單片機，位移變化數(shù)據(jù)以電子信號的形式傳輸?shù)讲僮鳈C(2)里，當(dāng)手動液壓箱(14)的壓力不夠時，采用手動補壓，加壓要均勻；

所述頂?shù)装宸€(wěn)定性自動測量裝置包括車體和可拆卸地固定在其上的改進單體支柱；

所述車體包括車廂板(1)，所述改進單體支柱可拆卸地固定在所述車廂板(1)上，在所述車廂板(1)上還設(shè)置有操作機(2)和儲物箱(3)，以及與所述操作機(2)相連的位移計量系統(tǒng)、液壓計量系統(tǒng)和頂板缺陷檢測系統(tǒng)；所述改進單體支柱分別與所述位移計量系統(tǒng)、所述液壓計量系統(tǒng)和所述頂板缺陷檢測系統(tǒng)相連；

所述改進單體支柱由內(nèi)柱(4)和套設(shè)在所述內(nèi)柱(4)外的外柱(5)構(gòu)成，所述外柱(5)為一端封閉的中空結(jié)構(gòu)，中空部分為油腔(6)，所述內(nèi)柱(4)為兩端封閉的結(jié)構(gòu)，一端設(shè)置有頂板擋板(7)，另一端設(shè)置有密封板(8)，所述密封板與所述外柱(5)的非封閉端密封連接，能夠沿所述外柱(5)的內(nèi)壁自由滑動；

所述頂板缺陷檢測系統(tǒng)包括雷達頂板探測儀(22)、第一固定桿(23)、第二固定桿(24)、信號數(shù)據(jù)線(25)和雷達頂板探測儀主機(26)，第一固定桿(23)為圓柱體，所述第一固定桿(23)一端與所述內(nèi)柱(4)固定連接，所述第一固定桿(23)另一端與所述第二固定桿(24)外表面固定連接，所述第二固定桿(24)為中空圓柱體，所述第二固定桿(24)為頂端與所述雷達頂板探測儀(22)底面圓心處連接，所述雷達頂板探測儀(22)是中間有腔體的圓柱體，內(nèi)部腔體與所述第二固定桿(24)內(nèi)部相通，所述雷達頂板探測儀主機(26)固定在所述車廂板(1)上，所述雷達頂板探測儀主機(26)和所述雷達頂板探測儀(22)通過信號數(shù)據(jù)線(25)連接，所述雷達頂板探測儀(22)和操作機(2)通訊連接；

步驟三、頂板缺陷檢測系統(tǒng)：當(dāng)?shù)竭_某一測點時，緩慢扶起所述改進單體支柱，注意不可讓錨網(wǎng)和頂板錨桿錨索刮到所述雷達頂板探測儀(22)、第一固定桿(23)、第二固定桿(24)和信號數(shù)據(jù)線(25)，第一固定桿(23)和第二固定桿(24)的設(shè)計使所述雷達頂板探測儀(22)上表面比所述頂板擋板(7)上表面高28-30mm，在所述第一固定桿(23)、第二固定桿(24)作用下會使所述雷達頂板探測儀(22)對頂板破碎煤巖體有一個很好的擠壓作用，避免了因頂煤破碎對測量造成的錯誤；

頂板缺陷檢測系統(tǒng)測試時間是在底板比壓值測試完之后，根據(jù)測量點所在地，如果測量點距離工作面80m以內(nèi)，在操作機(2)上打開頂板缺陷檢測系統(tǒng)，選擇空洞探測模式，在測量點距離工作面80m以內(nèi)，頂板受到超前支承壓力影響，工作面上方和巷道上方老頂形成砌體梁結(jié)構(gòu)，會在頂板上方形成一定的空洞，詳細分析空洞的大小和結(jié)構(gòu)變化規(guī)律對巷道頂板穩(wěn)定性分析具有重要效果；發(fā)射高頻電磁波，電磁波在頂板介質(zhì)中傳播時遇到存在電性差異的分界面時發(fā)生反射，根據(jù)接收到的電磁波的波形、振幅強度和時間的變化特征推斷頂板介質(zhì)的空間位置和空洞大小的量化參數(shù)值，并記錄數(shù)據(jù)，操作機(2)自動將80m以內(nèi)多個測量點的空洞大小的量化參數(shù)值進行擬合分析，對量化參數(shù)值最大的點進行預(yù)警，這時人工分析參數(shù)值，得出空洞的大小和空間位置的具體參數(shù)；如果測量點距離工作面80m以外，在操作機(2)上打開頂板缺陷檢測系統(tǒng)選擇密度探測模式，頂板受到走向超前支承壓力影響很小，這時候?qū)敯宓姆€(wěn)定性測量主要集中在頂煤厚度值測量、頂板以上0-10m的巖石密實度定性比較，以及頂板是否存在空洞，即是否存在冒頂危險進行檢測，密度探測模式下電磁波頻率比空洞探測模式頻率高；

最終對形成的沿整條巷道走向的探測數(shù)據(jù)的量化參數(shù)值經(jīng)過記錄、儲存和電腦處理，在井上用軟件matable進行曲線的擬合，對形成的連續(xù)曲線求導(dǎo)，當(dāng)導(dǎo)數(shù)值大于0.92以上時，都表明空洞變化異常區(qū)域，有冒頂危險或者要發(fā)生老頂來壓，對此區(qū)域要加強探測和隱患排查；

步驟四、所述操作機(2)根據(jù)數(shù)據(jù)，對于頂板和底板任何一方參數(shù)值低于安全閾值以下的都會標紅并警報，安全閾值主要根據(jù)類似條件下測定的安全值設(shè)定，裝置第一次使用時不設(shè)定，數(shù)據(jù)能夠儲存，能夠在井上商討解決和加固方案。