本發明屬于煤礦、金屬礦山充填開采監測設備領域,具體涉及充填體穩定性實時監測領域。
背景技術:
據不完全統計,目前我國生產礦井“三下”壓煤量達139.7億噸,壓煤量巨大,開采困難,且地表移動復雜,充填開采作為一種有效的“三下”壓煤開采技術,可以有效地控制地表變形,減輕開采損害,保護地表建筑物,但對充填體性能、失穩特征、能否長期穩定支承上覆巖層的研究相對比較少。
目前對充填體穩定性的研究以室內試驗為主,主要通過試驗機測得單軸、三軸抗壓強度和流變特性,部分學者采用聲發射裝置,對充填體加載時的彈性波、振鈴、撞擊數、頻率、能量值等參數進行匯總研究,得到充填體受力失穩特征,但由于充填體破裂時間短,存在信號監測定位難,衰減快等問題,且無法模擬現場充填體受力狀態。
因此,本發明基于現場實際環境,設備埋設到充填體內部,通過位移傳感器監測變形特征,通過應力傳感器監測受力情況,監測數據通過控制中心傳輸到地面,最終完成對充填體穩定性實時監測,對現場充填體穩定性分析具有一定的借鑒意義。
技術實現要素:
為了解決上述現有技術中存在的問題,本發明提出了一種用于充填體穩定性監測的新裝置,通過數據采集、匯總、傳輸、分析處理,最終完成對充填體穩定性實時監測。
一種用于充填體穩定性監測的新裝置,主要包括頂蓋、主體、傳感器、控制中心和底座。
主體內部中空,設有位移傳感器和應力傳感器,通過數據線與固定在主體外側的控制中心連接,控制中心外側設有外殼,防水防電,密封處理。
應力傳感器固定在主體最下方,位移傳感器上端通過連接線與主體相連,下端通過連接線與連接桿末端相連,連接桿可以在主體內部沿著管壁滑動。
底座下表面粗糙,帶有凸起,底座與主體通過螺紋連接,其中:控制中心、井下控制中心和井上控制中心之間通過數據線連接。
頂蓋上表面粗糙,有凸起,下部設有接頭,接頭外側設有螺紋。
連接桿圓柱形金屬質地,具有一定強度,前端外表面有螺紋,后端沿桿體軸向設有圓柱形孔,內表面帶有螺紋,并與前端螺紋配套,兩個連接桿可以前端和后端連接使用,最后一個連接桿與頂蓋下部的接頭連接,上表面粗糙的凸起與頂板接觸。
本發明所帶來的有益技術效果:
本發明提出了一種用于充填體穩定性監測的新裝置,通過數據采集、匯總、傳輸、分析處理,可以了解充填體受力變形特征,做到了實時監測;連接桿可以增加更換,適用于不同高度,且安裝方便,操作簡單;整個裝置密封,埋設在充填體內部,監測效果好,精度高,可靠性強,可以實現對充填體長期實時監測,對現場開采具有一定的借鑒意義。
附圖說明
圖1、本裝置主體結構圖圖;
圖2、本裝置俯視圖;
圖3、本裝置頂蓋結構圖;
圖4、本裝置連接桿結構圖;
圖中數字含義:1、凸起,2、頂蓋,3、連接桿,4、主體,5位移傳感器,6、控制中心,7、外殼,8、應力傳感器,9、底座,10、數據線,11、連接線,12、井下控制中心,13、井上控制中心,21、頂蓋接頭,31、連接桿前端,32、連接桿后端,33、螺紋。
具體實施方式
本發明提出了一種用于充填體穩定性監測的新裝置,為了更加明確說明本發明技術方案,結合具體實施例,對本發明進行詳細說明。
如圖1、2所示:一種用于充填體穩定性監測的新裝置,主要包括頂蓋2、主體4、位移傳感器5、應力傳感器8、控制中心6、底座9。
主體4內部中空,內部設有位移傳感器5和應力傳感器8,應力傳感器8固定在主體4最下方,位移傳感器5上端通過連接線11與主體4相連,下端通過連接線11與連接桿3末端相連,連接桿3可以在主體4內部沿著管壁滑動,接觸面光滑摩擦阻力小,防水防電,密封不透水,通過增加連接桿3個數,適應不同高度。
底座9下表面粗糙,帶有凸起1,與地板緊密接觸,底座9與主體4通過螺紋連接。
位移傳感器5和應力傳感器8通過數據線10與固定在主體4外側的控制中心6連接,控制中心6外側設有外殼7,防水防電,密封處理。
控制中心6、井下控制中心12和井上控制中心13之間通過數據線10連接,傳感器采集到的數據,匯總到控制中心12.依次通過井下控制中心12和井上控制中心13,完成數據采集、匯總,傳輸工作,井上控制中心13內設有電腦,對數據進行分析,得到充填體變形和受力隨時間變化特征,做到了實時監測目的,同時生成充填體穩定性報告,供學習交流。
如圖3所示:頂蓋2上表面粗糙,有凸起1,與頂板巖層接觸,下部設有接頭21,接頭21外側有螺紋33,且與連接桿3螺紋匹配,可更換。
如圖4所示:連接桿3圓柱形金屬質地,具有一定強度,前端31外表面有螺紋33,后端32沿桿體軸向設有圓柱形孔,內表面帶有螺紋33,并與前端螺紋21配套,兩個連接桿3可以前端31和后端32連接使用,最后一個連接桿3與頂蓋1下部的接頭21連接,上表面粗糙凸起1與頂板接觸。
以上所述只是本發明的最優實施方案,本領域的技術人員在本發明的啟示下,在不脫離本發明權利要求所保護的范圍情況下做出替換、組合、變形,都應在本發明的保護范圍之內。