[發明專利]一種采空塌陷區沉陷監測裝置

有效

• 申請號: 202010955247.4
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112033358B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 趙越;王軍;王勇;劉光澤;安政臻
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發明公開了一種采空塌陷區沉陷監測裝置，其技術方案要點是：包括控制器、固定承載板和活動承載板；固定承載板與活動承載板均設有定滑輪，固定承載板與活動承載板之間的定滑輪纏繞有繩索；繩索一端與固定承載板或活動承載板固定連接，另一端通過拉伸位移傳感器與固定承載板或活動承載板固定連接；固定承載板與上層基座護筒通過連接桿固定連接；基座護筒設有外螺紋筒，外螺紋筒與活動承載板螺紋配合，基座護筒內安裝有驅動電機，驅動電機的輸出端與外螺紋筒固定連接；拉伸位移傳感器的輸出端與控制器的輸入端電性連接，控制器的輸出端與驅動電機的輸入端電性連接。具有適用性強、自動化程度高、監測結果準確度高、投入成本低等優點。

技術領域

本發明涉及礦區環境治理技術領域，更具體地說，它涉及一種采空塌陷區沉陷監測裝置。

背景技術

采空塌陷(mined out area breakdown)是指由于地下挖掘形成空間，造成上部巖土層在自重作用下失穩而引起的地面塌陷現象。隨著煤炭需求量不斷增加，煤炭資源開發規模擴大的影響下，采空塌陷問題越來越嚴重，煤炭資源開發為社會經濟發展做出巨大貢獻的同時，對礦區環境也造成了非常重大的影響乃至破壞，為此，對采空塌陷區沉陷監測進行研究非常有必要。

目前，采空塌陷區沉陷時，隨著地表面至采空區底板之間深度位置的不同，其沉陷速度由上而下呈增加趨勢?，F檢索到公告號為CN103528563B的中國專利，公開了一種利用沉陷監測系統進行采空塌陷區沉陷監測的方法，主要包括：常速沉陷層護筒、慢速沉陷層護筒和微速沉陷層護筒分別通過密封圈和滾珠與鋼基座護筒層層相互嵌套，并通過環形凸起與所屬層錨固；然后通過第一固定端和第一卷尺、第二固定端和第二卷尺、第三固定端和第三卷尺，借助地面滑輪和配重秤砣組合結構來讀取各層的沉陷數值，實現對采空塌陷區的監測。本發明能實時、連續、毫米級地監測采空塌陷區的沉陷發展，對礦區環境治理提供有力支持。

然而，上述的采空塌陷區沉陷監測技術存在以下缺陷：1、隨著不同沉陷速度的沉陷層劃分越詳細，其卷尺的數量不斷增加，卷尺安裝操作復雜、相鄰卷尺之間容易相互接觸干擾；2、由于卷尺一端與地表面相對固定，另一端與對應的護筒固定連接，越是底層護筒對應的卷尺長度越長，在自身張力作用下，其檢測誤差越大；3、借助地面滑輪和配重秤砣組合結構讀取沉陷數值，沉陷數值的準確性易受地表面振動、風力、雜物附著等外界環境因素影響；4、讀取沉陷數值僅能測量各個沉陷層與地面之間的沉陷量，其功能單一；同時，整體檢測過程投入的人力物力成本高，智能化程度低，難以推廣應用。因此，如何進一步研究設計一種采空塌陷區沉陷監測裝置是我們目前急需解決的問題。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種采空塌陷區沉陷監測裝置，具有適用性強、自動化程度高、監測結果準確度高、投入成本低等優點，方能夠大范圍推廣應用。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種采空塌陷區沉陷監測裝置，包括與地面相對固定的頂板以及由上而下依次套接的基座護筒，還包括控制器以及均位于基座護筒內的固定承載板和活動承載板；基座護筒頂端開口設置，底端封閉設置；固定承載板與活動承載板的相向面均設有至少一個定滑輪，固定承載板與活動承載板之間的定滑輪纏繞有形成至少兩個位移段的繩索；繩索一端與固定承載板或活動承載板固定連接，另一端通過拉伸位移傳感器與固定承載板或活動承載板固定連接；固定承載板與上層基座護筒的底面通過連接桿固定連接；基座護筒內設有至少兩個外螺紋筒，外螺紋筒與活動承載板螺紋配合，基座護筒內安裝有驅動電機，驅動電機的輸出端與外螺紋筒底端固定連接；拉伸位移傳感器的輸出端與控制器的輸入端電性連接，控制器的輸出端與驅動電機的輸入端電性連接。