[發(fā)明專利]一種巷道迎頭極限空頂距測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811564122.8
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109631830B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓昌良;冉智;張農(nóng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: G01C3/00
• 分類號: G01C3/00;G01C5/00
• 代理公司: 32249 南京瑞弘專利商標事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 李悅聲

1.一種巷道迎頭極限空頂距測量裝置，其特征在于：包括固定機具（4）、測桿（5）和采集儀，其中固定機具與設(shè)置在巷道頂板上錨桿尾部匹配，測桿通過固定機具與巷道頂板上錨桿固定，采集儀放置在測桿兩端儀器盒中；

所述固定機具（4）包括套筒（8）、緊固閥（9）和焊接架（10），其中套筒（8）的內(nèi)徑與巷道頂板上錨桿外露端直徑相匹配，第一排錨桿（1）和第二排錨桿（2）以掘進方向為前，套筒（8）上設(shè)有活動連接的焊接架（10）和用以固定/松開焊接架（10）的緊固閥（9），所述測桿（5）包括數(shù)據(jù)存儲盒（11）、激光發(fā)射盒（12）、伸縮桿（13）、主體桿（14）和凹槽（15），其中伸縮桿（13）套在主體桿（14）前端形成一體，主體桿（14）后端設(shè)有數(shù)據(jù)存儲盒（11），伸縮桿（13）前端設(shè)有激光發(fā)射盒（12），主體桿（14）上設(shè)有與第一排錨桿（1）上的固定機具焊接架（10）匹配的凹槽（15），伸縮桿（13）通過在主體桿（14）上滑動來改變整體長度；

所述采集儀包括激光發(fā)射儀器（6）和數(shù)據(jù)存儲儀器（7），其中激光發(fā)射儀器（6）設(shè)置在激光發(fā)射盒（12）內(nèi)，所述激光發(fā)射儀器（6）的激光口垂直指向頂板，利用發(fā)射激光檢測迎頭頂板下沉量，數(shù)據(jù)存儲儀器（7）設(shè)在數(shù)據(jù)存儲盒（11）內(nèi)，預(yù)防頂板矸石掉落造成損壞，激光發(fā)射儀器（6）與數(shù)據(jù)存儲儀器（7）之間通過導(dǎo)線連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道迎頭極限空頂距測量裝置，其特征在于：所述的測桿（5）在測量過程中，放置在第一排錨桿（1）上的固定機具（4）使凹槽（15）嵌入焊接架（10）上，避免測桿（5）在監(jiān)測過程中產(chǎn)生滑動或轉(zhuǎn)動。

3.一種使用權(quán)利要求1所述巷道迎頭極限空頂距測量裝置的測量方法，其特征在于步驟如下：

a．以掘進面為起點同時以迎頭方向為前方，將準備兩個固定機具（4）的套筒（8）分別套入迎頭同一縱排前兩排中部或靠近中部的第一排錨桿（1）和第二排錨桿（2）的外露端，轉(zhuǎn)動緊固閥（9）固定，使兩個固定機具（4）的相對位置與巷道中軸線平行；

b．將激光發(fā)射儀器（6）和數(shù)據(jù)存儲儀器（7）分別安裝在測桿（5）的激光發(fā)射盒（12）和數(shù)據(jù)存儲盒（11）中，利用導(dǎo)線相互連接；

c．將測桿（5）放置在兩個固定機具（4）的焊接架（10）上，并使凹槽（15）嵌入設(shè)置在第一排錨桿（1）上設(shè)置的焊接架（10）上，調(diào)整另外一個焊接架（10）使伸縮桿（13）水平設(shè)置，調(diào)節(jié)伸縮桿（13）使激光發(fā)射儀器（6）能夠測量到迎頭空頂區(qū)中心或接近中心的點，標記為測點（3），采集儀開始進行采集、存儲測點（3）與激光發(fā)射儀器（6）在不同時間點的距離；

d．數(shù)據(jù)采集0~24h后，將數(shù)據(jù)整理成時間與距離的折線統(tǒng)計圖，忽略掘進時頂板水平移動，分析測點（3）豎向最大的下沉量與最大下沉速度，判斷豎向最大的下沉量與最大下沉速度是否同時滿足安全要求，如果任意數(shù)據(jù)不滿足則縮小迎頭空頂距，重復(fù)步驟c，直至測點（3）處的下沉量與下沉速度等于安全臨界值時，則此時空頂距為極限空頂距；

e. 如果同時滿足安全要求則通過增加迎頭截割進尺，擴大空頂距，此時迎頭空頂區(qū)域中心前移，同時測點（3）與伸縮桿（13）對應(yīng)中心向前移動，移動距離為增加空頂距的一半，再重復(fù)步驟a~d進行相同的采集、存儲、整理、分析數(shù)據(jù)。