[發明專利]一種煤礦用離層位移傳感器

在審

• 申請號: 201711278918.2
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108106539A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 程運宏;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 山西宏安翔科技股份有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發明涉及一種煤礦用離層位移傳感器，包括固定于巷道頂板上的頂板固定平臺、設于穩定巖層內部的深部基點錨頭、淺部基點錨頭和設于頂板固定平臺下方的外殼，所述深部基點錨頭通過鋼絲及定滑輪一與金屬位移拉桿一連接，金屬位移拉桿一的另一端與彈簧一連接，彈簧一的另一端與等強度懸臂梁一的自由端連接，所述淺部基點錨頭通過鋼絲及定滑輪二與金屬位移拉桿二連接，金屬位移拉桿二的另一端與彈簧二連接，彈簧二的另一端與等強度懸臂梁二的自由端連接。本發明的有益效果是：通過深部位移傳感器與淺部位移傳感器獲取深部基點錨頭與淺部基點錨頭的位移量，并將位移數據顯示于顯示屏，并對可能發生的頂板事故做出提前預警。

技術領域

本發明涉及煤礦安全監測的技術領域，具體涉及一種煤礦用離層位移傳感器。

背景技術

頂板離層是指巷道周邊圍巖與遠離周邊的圍巖之間變形速度出現臺階式躍變,當離層達到一定值時,頂板有可能發生破壞和冒落,所以頂板離層是巷道圍巖失穩的前兆。我國煤礦每年都有相當數量的礦井事故發生，由此造成的傷亡人數占世界煤礦事故傷亡總人數的80%。在煤礦事故中，最常發生的就是冒頂事故，而冒頂事故發生的根本原因在于開采過程中礦山壓力的活動導致頂板發生不同程度的變形。所以，準確預報巖土體內部離層狀況，給定一個合適的失穩離層臨界值，根據檢測結果及時做出預警，則是避免事故發生的主要辦法。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供了一種煤礦用離層位移傳感器。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種煤礦用離層位移傳感器，包括固定于巷道頂板上的頂板固定平臺、設于穩定巖層內部的深部基點錨頭、淺部基點錨頭和設于頂板固定平臺下方的外殼，所述外殼包括定滑輪一、金屬位移拉桿一、彈簧一、光纖光柵一、等強度懸臂梁一、定滑輪二、金屬位移拉桿二、彈簧二、光纖光柵二、等強度懸臂梁二、單片機、電池組；所述深部基點錨頭安裝于所述巷道頂板的位置深于所述淺部基點錨頭安裝在所述巷道頂板的位置；

所述深部基點錨頭通過鋼絲及定滑輪一完成度的方向改變后與金屬位移拉桿一連接，金屬位移拉桿一的另一端與彈簧一連接，彈簧一的另一端與等強度懸臂梁一的自由端連接，光纖光柵一粘貼在等強度懸臂梁一的上下兩面，所述淺部基點錨頭通過鋼絲及定滑輪二完成度的方向改變后與金屬位移拉桿二連接，金屬位移拉桿二的另一端與彈簧二連接，彈簧二的另一端與等強度懸臂梁二的自由端連接，光纖光柵二粘貼在等強度懸臂梁二的上下兩面，所述等強度懸臂梁一與等強度懸臂梁二分別與單片機連接，所述單片機與電池組連接；

所述外殼外還設有LED顯示燈和顯示屏，所述LED顯示燈和顯示屏分別與外殼內的單片機連接。

進一步的，所述單片機還設有存儲模塊。

進一步的，所述金屬位移拉桿一和金屬位移拉桿二的位移量為0-100mm。

本發明的使用方法是：深部基點錨頭和淺部基點錨頭分別置于煤礦巷道頂部鉆孔的深度和淺度探測基點中，用錨固劑固定深部基點錨頭和淺部基點錨頭，分別通過鋼絲一和鋼絲二連接錨頭從鉆孔引出后分別通過定滑輪一和定滑輪二完成 90 度的方向改變后與金屬位移拉桿一和金屬位移拉桿二連接，光纖光柵一和光纖光柵二分別粘貼在等強度懸臂梁一和等強度懸臂梁二的上下兩面差動式設計以消除溫度的影響，位移傳感器一和位移傳感器二固定于巷道頂部。

當巷道頂板離層發生位移收縮時，由于深部基點錨頭和淺部基點錨頭相對穩定，位移傳感器的金屬位移拉桿將會被拉長，從而改變位移傳感器光纖光柵的反射光波長，進一步測出深部基點和淺部基點的位移傳感器的位移量和巷道的變形程度，信號經過單片機處理后在顯示屏上顯示深部基點和淺部基點的位移量，當位移量超過設定值時，顯示設備發出警報，LED顯示燈顯示紅色，