[發(fā)明專利]一種采空區(qū)頂板多點位移同步測量裝置及其測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710232068.6
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN106908033B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設計）人: 趙同彬;張鵬飛;蘇航;李剛;張巍
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01B11/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

1.一種利用采空區(qū)頂板多點位移同步測量裝置對頂板沉降量和覆巖位移量同步測量的方法，其特征在于，所述的采空區(qū)頂板多點位移同步測量裝置由采空區(qū)頂板沉降測量部分、多套覆巖深部位移測量部分和殼體組成；

所述的殼體是一個筒狀結構，主要包括用于隨采空區(qū)頂板沉降移動的內筒和用于保護和支撐內筒的保護筒，保護筒底部固定在底座上，保護筒腔內底部安置有平衡彈簧，平衡彈簧頂部頂在內筒底部，內筒頂部設有端蓋，要求平衡彈簧一直處于壓縮狀態(tài)，使內筒始終與頂板接觸，隨頂板在保護筒內發(fā)生同步移動；內筒和保護筒間設有密封圈；在保護筒壁上設有定位螺釘，定位螺釘穿透保護筒壁頂在內筒外壁；

所述的頂板沉降量測量部分，是在保護筒腔內壁固定有第一光柵尺位移傳感器，第一光柵尺位移傳感器用于檢測采空區(qū)頂板沉降位移；第一光柵尺位移傳感器的光柵讀數(shù)頭固定于處在保護筒腔內的那段內筒外壁，第一光柵尺位移傳感器的標尺光柵固定于保護筒內壁；第一光柵尺位移傳感器底端連接有第一無線通信模塊，第一無線通信模塊將第一光柵尺位移傳感器信號轉換為數(shù)字量并傳輸至接收主機；

所述的覆巖深部位移量測量部分，是在內筒腔內壁固定有第二光柵尺位移傳感器，第二光柵尺位移傳感器用于檢測覆巖深部位移；第二光柵尺位移傳感器的光柵讀數(shù)頭與鋼絲繩連接固定，第二光柵尺位移傳感器的標尺光柵固定于內筒內壁，隨內筒移動與光柵讀數(shù)頭發(fā)生相對移動；第二光柵尺位移傳感器底端連接有第二無線通信模塊；在內筒內壁上固定有鋼絲繩回彈裝置，回彈裝置處于第二無線通信模塊下方，回彈裝置的鋼絲繩向上拉出自由穿過內筒端蓋后再連接一個用于確定測量基點的錨爪；

測量方法具體步驟如下：

第一步：鉆取鉆孔

采空區(qū)充填之前，在待測點頂板鉆取垂直鉆孔，孔深根據(jù)覆巖情況及監(jiān)測要求確定；

第二步：安裝裝置

在采空區(qū)待監(jiān)測區(qū)清理出作業(yè)空間，將采空區(qū)頂板多點位移同步測量裝置放置于待測區(qū)底板，拉出所有覆巖深部位移量測量部分的鋼絲繩，將鋼絲繩的錨爪一一伸入鉆孔，固定于鉆孔內部各個測點；

第三步：固定裝置

松開定位螺釘，提升內筒，使內筒端蓋與采空區(qū)頂板接觸，然后將底座通過錨栓固定于采空區(qū)底板上；

第四步：確定頂板沉降量和覆巖位移量

設初始狀態(tài)下檢測頂板表面沉降的第一光柵尺位移傳感器讀數(shù)為，連接有錨爪的多個第二光柵尺位移傳感器讀數(shù)分別為，測量后的第一光柵尺位移傳感器讀數(shù)為，多個第二光柵尺位移傳感器讀數(shù)分別為，則第個錨爪和第個錨爪固定點間的覆巖離層距離，頂板至第j個錨爪固定點間的覆巖位移量為，頂板沉降量；

上述n代表第二光柵尺位移傳感器的個數(shù)，j、k代表其中兩個傳感器對應的兩個錨爪。

2.如權利要求1所述的利用采空區(qū)頂板多點位移同步測量裝置對頂板沉降量和覆巖位移量同步測量的方法，其特征在于，第一和第二無線通信模塊將傳感器的電信號分析轉化為數(shù)字量，通過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送至接收主機。

3.如權利要求1所述的利用采空區(qū)頂板多點位移同步測量裝置對頂板沉降量和覆巖位移量同步測量的方法，其特征在于，接收主機將收到的數(shù)據(jù)處理后通過以太網(wǎng)傳輸?shù)姆绞絺鬏數(shù)浇邮战K端。

4.如權利要求1所述的利用采空區(qū)頂板多點位移同步測量裝置對頂板沉降量和覆巖位移量同步測量的方法，其特征在于，內筒與頂蓋通過緊固螺釘連接。

5.如權利要求1所述的利用采空區(qū)頂板多點位移同步測量裝置對頂板沉降量和覆巖位移量同步測量的方法，其特征在于，回彈裝置通過緊固螺釘固定于內筒腔內。