[發(fā)明專(zhuān)利]一種巷道迎頭空頂區(qū)頂板變形量監(jiān)測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811563444.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109631824B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓昌良;冉智;張農(nóng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B21/32
• 分類(lèi)號(hào): G01B21/32;E21F17/18
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李?lèi)偮?/td>

本發(fā)明涉及一種巷道迎頭空頂區(qū)頂板變形量監(jiān)測(cè)裝置及方法，適用于礦山和巖土工程使用。監(jiān)測(cè)裝置由固定機(jī)具和測(cè)桿兩部分組成，監(jiān)測(cè)時(shí)固定機(jī)具安裝在迎頭頂板錨桿上，并在監(jiān)測(cè)點(diǎn)利用過(guò)程中保持固定，測(cè)桿通過(guò)嵌入固定機(jī)具不同測(cè)孔改變監(jiān)測(cè)方向，通過(guò)調(diào)節(jié)測(cè)桿長(zhǎng)度改變監(jiān)測(cè)長(zhǎng)度，兩者配合可監(jiān)測(cè)空頂區(qū)不同區(qū)域；監(jiān)測(cè)過(guò)程中，根據(jù)杠桿原理使測(cè)桿一端接觸空頂區(qū)測(cè)點(diǎn)，記錄此時(shí)測(cè)桿長(zhǎng)度和測(cè)桿與垂線夾角，計(jì)算得到測(cè)點(diǎn)與測(cè)桿另一端的豎直高度，兩次測(cè)量得到的豎直高度差就是測(cè)點(diǎn)處變形量。其安裝便利、操作簡(jiǎn)單、監(jiān)測(cè)范圍廣、成本低且利用率和安全性高、結(jié)果較準(zhǔn)確，可有效降低空頂區(qū)頂板變形量監(jiān)測(cè)的不準(zhǔn)確性和高危險(xiǎn)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)裝置及方法，尤其適用于一種礦山和巖土工程領(lǐng)域使用的巷道迎頭空頂區(qū)頂板變形量監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

頂板事故是煤礦安全生產(chǎn)的重要隱患，其中巷道迎頭空頂區(qū)的垮冒占有重要比例，所以監(jiān)測(cè)巷道迎頭空頂區(qū)頂板變形量至關(guān)重要，可以使頂板得到及時(shí)支護(hù)，減少巷道圍巖變形破壞。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法較少，一般是人員進(jìn)入采空區(qū)利用傳統(tǒng)工具測(cè)量，存在諸多問(wèn)題。

傳統(tǒng)巷道迎頭采空區(qū)頂板變形量監(jiān)測(cè)存在諸多問(wèn)題，特別是在煤巷中。敘述如下：①需要人員攜帶測(cè)量機(jī)具進(jìn)入空頂區(qū)測(cè)量，存在較大的安全隱患；②操作工具簡(jiǎn)單，一般用鋼尺測(cè)量，沒(méi)有輔助工具，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性差；③當(dāng)迎頭停放設(shè)備時(shí)，人員進(jìn)入困難，給空頂區(qū)測(cè)量帶來(lái)困難，導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)了解空頂區(qū)頂板狀況。這些問(wèn)題嚴(yán)重影響之后的工序進(jìn)行且人身安全受到危害。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種安裝便利、操作簡(jiǎn)單、監(jiān)測(cè)范圍廣、成本低且利用率和安全性高、結(jié)果較準(zhǔn)確的巷道迎頭空頂區(qū)頂板變形量的監(jiān)測(cè)裝置和方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的巷道迎頭空頂區(qū)頂板變形量監(jiān)測(cè)裝置，包括固定機(jī)具和測(cè)桿裝置，所述固定機(jī)具包括套筒、緊固閥、焊接管和弧形管，其中套筒內(nèi)徑與錨桿直徑相匹配，套筒上橫向設(shè)有焊接管，并通過(guò)緊固閥固定焊接管，焊接管兩端分別與弧形管兩端相連接，弧形管上設(shè)有多個(gè)貫通測(cè)孔，測(cè)孔直徑為弧形管直徑一半；

所述測(cè)桿裝置包括測(cè)桿、凸出桿、凹槽和坡度儀，所述測(cè)桿包括螺紋桿和中空管，螺紋桿和中空管相互獨(dú)立且螺紋桿可在中空管中旋轉(zhuǎn)，改變測(cè)量長(zhǎng)度，測(cè)量迎頭空頂區(qū)不同區(qū)域，以掘進(jìn)面為前，坡度儀安裝在中空管后端不超過(guò)1/2范圍內(nèi)，凸出桿設(shè)置在中空管正中間，所述凸出桿上設(shè)有凹槽，凸出桿與弧形管上的測(cè)孔尺寸匹配，能夠使凸出桿放入測(cè)孔內(nèi)，凹槽的寬度與弧形管的直徑匹配，形成卡扣，防止滑落。

所述的固定機(jī)具應(yīng)在空頂區(qū)測(cè)點(diǎn)利用過(guò)程中一直保持固定在原位，避免前后兩次測(cè)量因測(cè)孔的豎向位置變化而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

所述的測(cè)孔可根據(jù)實(shí)際需要監(jiān)測(cè)的點(diǎn)，在弧形管上添加，使測(cè)桿在與該測(cè)孔結(jié)合時(shí)長(zhǎng)軸和需要監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)在同一平面上，一般設(shè)置1～10個(gè)。

通過(guò)使凸出桿上的凹槽嵌入不同測(cè)孔內(nèi)，改變測(cè)桿監(jiān)測(cè)方向，測(cè)量迎頭空頂區(qū)不同區(qū)域。

一種巷道迎頭空頂區(qū)頂板變形量監(jiān)測(cè)方法，其步驟如下：

a.將固定機(jī)具的套筒套入迎頭第一排錨桿的外露端，轉(zhuǎn)動(dòng)緊固閥固定，使焊接管的縱向軸線與巷道長(zhǎng)軸線平行；

b.預(yù)先標(biāo)記空頂區(qū)測(cè)點(diǎn)，將測(cè)桿裝置的凸出桿放入合適的測(cè)孔中，使測(cè)桿長(zhǎng)軸與測(cè)點(diǎn)在同一平面，將凸出桿上的凹槽嵌入測(cè)孔，調(diào)節(jié)螺紋桿長(zhǎng)度，并下壓測(cè)桿后端使螺紋桿的前端接觸測(cè)點(diǎn)，記錄此時(shí)測(cè)桿長(zhǎng)度L₁和坡度儀上的角度θ₁作為首次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量結(jié)束后將測(cè)桿裝置取下放置在安全位置；