[發明專利]一種巷道迎頭極限空頂距測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201811564122.8
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109631830B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 韓昌良;冉智;張農
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 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所(普通合伙)
• 代理人: 李悅聲

本發明涉及一種巷道迎頭極限空頂距測量裝置及方法，適用于掘進巷道圍巖松動圈小于1m區域使用。監測裝置由固定機具、測桿和采集儀三部分組成；固定機具安裝在迎頭頂板前兩排錨桿上，將測桿嵌放在固定機具焊接架上，并將采集儀放置在測桿兩端，使激光發射儀器可測量至空頂區中心，并使采集儀采集、存儲空頂區頂板中部下沉量數據；利用伸縮桿改變測桿長度對不同空頂距下中心下沉量數據進行分析，可確定巷道迎頭極限空頂距。本監測裝置采用激光測距，操作簡單、精確度高、適應性強、存放方便、成本低且利用率和安全性高、易于推廣，彌補了巷道迎頭極限空頂距確定方法的匱乏，并為其提供借鑒。

技術領域

本發明涉及一種巷道迎頭極限空頂距測量裝置及方法，尤其使用與一種掘進巷道圍巖松動圈小于1m條件使用的巷道迎頭極限空頂距測量裝置及方法。

背景技術

巷道迎頭空頂距的留設對巷道掘進工藝影響頗大，合理的空頂距留設可以簡化掘進工藝，加快掘進速度，增加效益。但確定巷道迎頭極限空頂距的裝置及方法較少，有采取力學分析確定，而普遍由工程類比法確定，存在諸多問題。

以往確定巷道迎頭極限空頂距的方法存在諸多問題，特別是在煤巷中。敘述如下：①不能根據具體地質情況決定合理迎頭空頂距，無法簡化施工工藝；②無法使掘支高效配合，影響掘進速度；③現場條件簡陋，無法進行力學分析、建模等。這些問題表明提出一種操作簡單、精確度高、適應性強、存放方便、成本低且利用率和安全性高的測量迎頭極限空頂距的裝置及方法的迫切性。

發明內容

技術問題：針對上述問題，提出一種操作簡單、精確度高、存放方便、適應性強、成本低且利用率和安全性高的巷道迎頭極限空頂距測量裝置及方法。

技術方案：本發明的巷道迎頭極限空頂距測量裝置，包括固定機具、測桿和采集儀，其中固定機具與設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；

所述固定機具包括套筒、緊固閥和焊接架，其中套筒的內徑與巷道頂板上錨桿外露端直徑相匹配，第一排錨桿和第二排錨桿以掘進方向為前，套筒上設有活動連接的焊接架和用以固定/松開焊接架的緊固閥，所述測桿包括數據存儲盒、激光發射盒、伸縮桿、主體桿和凹槽，其中伸縮桿嵌套在主體桿前端形成一體，主體桿后端設有數據存儲盒，伸縮桿前端設有激光發射盒，主體桿上設有與前排錨桿上的固定機具焊接架匹配的凹槽，伸縮桿通過在主體桿上滑動來改變整體長度；

所述采集儀包括激光發射儀器和數據存儲儀器，其中激光發射儀器設置在激光發射盒內，所述激光發射儀器的激光口垂直指向頂板，利用發射激光檢測迎頭頂板下沉量，數據存儲儀器設在數據存儲盒內，預防頂板矸石掉落造成損壞，激光發射儀器與數據存儲儀器之間通過導線連接。

所述的適用于掘進巷道圍巖松動圈小于1m條件，則迎頭頂板第一排錨桿與第二排錨桿在監測過程中下沉量可忽略。

所述固定機具應在迎頭空頂區中心測點監測過程中一直保持固定在原位，避免數據收集錯誤。

所述的測桿在測量過程中，放置在前排錨桿上的固定機具使凹槽嵌入焊接架上，避免測桿在監測過程中產生滑動或轉動。

一種測量巷道迎頭極限空頂距的測量裝置及方法，其步驟如下：

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的套筒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和第二排錨桿的外露端，轉動緊固閥固定，使兩個固定機具的相對位置與巷道中軸線平行；

b.將激光發射儀器和數據存儲儀器分別安裝在測桿的激光發射盒和數據存儲盒中，利用導線相互連接；