[實用新型]一種煤礦巷道變形監測裝置

有效

• 申請號: 201821794204.7
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN208902053U
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 王凱;單梁;于佳壯;李昌進;周臣;王勁翔
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及煤礦安全監測領域，具體涉及一種煤礦巷道變形監測裝置及其使用方法，包括三個部分：安裝平臺、傳感器與執行機構、ARM處理器。該裝置通過安裝平臺連接在礦車上，在電機車的牽引下到達相應的測點后對巷道斷面實施監測；利用傳感技術實現測距裝置的自動調平，保證后續測量的準確性；通過激光測距技術，實現對巷道變形的精準監測；通過高清攝像頭對監測到的異常巷道進行抓拍，為工作人員后續對巷道維護提供依據。本裝置帶有防爆外殼，結構設計合理可靠，效率高、誤差小，有效降低煤礦工作人員的勞動強度，提高礦井自動化程度。

技術領域

本實用新型公布了一種煤礦巷道變形監測裝置，特別適用于煤礦巷道變形的快速、自動化監測，屬于煤礦安全監測領域。

背景技術

隨著我國淺部煤炭資源的枯竭，礦井開采深度不斷增加，巷道圍巖在深部高地應力作用下所表現出的物理力學性質與淺部有很大差別，尤其具有變形量大的特點。深部圍巖受采動影響引起的巷道變形、坍塌事故越發嚴重，嚴重影響礦井的正常生產并對工作人員的人身安全構成威脅。

目前，煤礦巷道變形的監測方法可分為兩種：一種是人工測量，即礦井工作人員拿標尺進行手工測量和記錄；另一種是采用頂板離層儀進行監測，即在巷道頂板打鉆孔，在鉆孔內布置深、淺兩個基點，通過觀測套筒內刻度尺的變化值記錄頂板的變形量。上述方法在實際運用過程中引起一定的效果，但監測工程量大，誤差高，自動化程度低，不利于礦井的高效生產。

在本實用新型之前，申請號為201610187669.5的發明公布了一種井下巷道變形監測裝置及方法，包括設于巷道側壁的滑軌、安裝平臺、電機、激光測距儀、二維電子水平儀、傾角傳感器、無線通訊裝置以及微處理器。這種裝置能夠通過二維電子水平儀、微處理器實現激光測距儀的自動調平功能，提高了工作效率，增加了井下測量工作的自動化程度。但這種裝置在使用之前需要在所測巷道的側壁鋪設專用軌道，工作量大、前期投資高，增加了采掘成本；此外，由于該裝置安裝在巷道一側，無法準確監測巷道兩幫位移量的變化。

針對以上方法在監測煤礦巷道變形過程中存在的缺陷，需要發明一種效率高、誤差小、自動化程度強的煤礦巷道變形監測裝置。

發明內容

本實用新型針對現有技術所存在的不足，提供了一種煤礦巷道變形監測裝置，通過該裝置能夠全方位無死角地監測巷道斷面的位移變形量，并且對異常巷道斷面進行圖像抓拍，提高巷道變形測量的精度，克服常規巷道變形監測裝置自動化程度低的缺陷。

本實用新型一種煤礦巷道變形監測裝置的構造是：由安裝平臺、自動調平模塊、激光測距模塊、圖像抓拍模塊、ARM處理器、PLC無線通訊模塊構成；所述的安裝平臺通過凹型卡扣安裝在礦車上面；所述的自動調平模塊經基座連接在安裝平臺上；所述的激光測距模塊經步進電機安裝在自動調平模塊的托盤上；所述的圖像抓拍模塊安裝在激光測距模塊的轉盤上；所述的ARM處理器安裝在基座后方的安裝平臺上；所述自動調平模塊、激光測距模塊、圖像抓拍模塊、ARM處理器、PLC無線通訊模塊構成均安裝有防爆外殼。

所述自動調平模塊包括：X軸右側步進電機、X軸右側滾珠絲杠、X軸左側步進電機、X軸左側滾珠絲杠、Y軸步進電機、Y軸滾珠絲杠、雙軸傾角傳感器、托盤；所述雙軸傾角傳感器將采集到的信息傳給ARM處理器，經ARM處理器計算后發出信號控制三個步進電機運行，實現托盤的自動調平。

所述激光測距模塊包括：激光測距儀、轉盤；所述激光測距儀測得的距離數據通過PLC無線通訊模塊傳送至ARM處理器；所述轉盤裝有防爆型可充電鋰離子電池，為激光測距儀和圖像抓拍模塊的高清攝像頭、補光燈供電。

所述圖像抓拍模塊包括：高清攝像頭和補光燈；所述高清攝像頭和補光燈默認狀態為關閉狀態，所述ARM處理器讀取到所述激光測距模塊發送的數據與巷道原始數據異常時，通過PLC無線通訊模塊向所述圖像抓拍模塊發出信號，所述高清攝像頭和補光燈開啟，對異常巷道進行圖像抓拍。

本實用新型一種煤礦巷道變形監測裝置的使用方法：