CN215639254U - 一种便于使用的顶板离层仪及顶板岩层移动监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便于使用的顶板离层仪及顶板岩层移动监测装置，包括主控机、磁致伸缩位移传感器和至少两个磁环；磁环的有供磁致伸缩位移传感器穿过的通孔；磁致伸缩位移传感器具有挠性，磁环外周有锚爪。本实用新型的磁致伸缩位移传感器可精确的检测磁环的活动位移，继而测量出顶板岩层的位移；通过磁致伸缩位移传感器可自动得到监测数据，通过主控机可实时记录、显示，使用非常便利；本实用新型将多个磁环串接在一起，携带方便，回收便利。

Description

一种便于使用的顶板离层仪及顶板岩层移动监测装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿、巷道施工技术领域，尤其涉及一种便于使用的顶板离层仪及顶板岩层移动监测装置。

背景技术

在煤矿资源开采过程中，掘进作业会破坏煤岩体的平衡状态，导致围岩体发生位移、变形甚至破坏，由于工作面的开采围岩体的应力一直处于动态变化的过程中，岩体的位移、变形也随之改变，因此顶板安全成为了安全管理的重中之重。岩***移及变形数据是众多参数的基础，准确获取岩***移及变形数据是控制岩体稳定、确保工程顺利开展的重要保障。近几年来，在我国发生的冒顶事故中，顶板离层冒顶事故占有相当大的比重，目前煤矿顶板日常监测最简单的方法为顶板离层仪观测，通过顶板不同层位的位移差，从而判断巷道顶板的稳定性。

在顶板离层仪的使用中，主要关注仪器的两个性能：一是设备的准确性，二是设备的及时性，这两个方面会直接影响对顶板离层位移的监测效果。

现有的顶板离层仪主要由深、浅基点锚固器、钢丝绳、拉紧螺丝、长、短测筒、刻度指示环等组成。

监测原理为：深基点锚固器应固定在钻孔深部5米处稳定岩层内，浅基点锚固器应固定在钻孔2～2.5米处（钻杆端部位置）。当锚杆锚固范围内有离层时，顶板（游标）沿长、短测筒向内移动，移动量由测筒上刻度指示环指示。当锚固范围顶板离层时，长测筒与顶板相对位置不变，但沿短测筒向内滑动，表明顶板有离层，离层量由短测筒标尺指示。当锚杆锚固范围内、外都有离层时，长、短测筒分别有离层显示。

现有的顶板离层仪采用苦读指示，观察测量不方便，效率低。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题提供一种便于使用的顶板离层仪及顶板岩层移动监测装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种便于使用的顶板离层仪，包括磁致伸缩位移传感器和至少两个磁环；磁环的有供磁致伸缩位移传感器穿过的通孔。

进一步的，磁致伸缩位移传感器具有挠性。

进一步的，所述磁环外周有锚爪。

进一步的，便于使用的顶板离层仪还包括可与磁致伸缩位移传感器连接的主控机。

进一步的，便于使用的顶板离层仪还包括孔口固定器，孔口固定器上有螺钉孔和供所述磁致伸缩位移传感器穿过的通孔。

进一步的，磁环通过柔性连接部件串接在一起。

进一步的，便于使用的顶板离层仪，还包括用于保护孔内的部分磁致伸缩位移传感器的保护套管，保护套管的外径与孔口固定器上的通孔的内径匹配。

顶板岩层移动监测装置，包括支撑架和所述的一种便于使用的顶板离层仪；支撑架包括托盘、升降支架和底座，升降支架底部与底座连接，升降支架顶部与托盘连接；托盘上有与所述磁致伸缩位移传感器适配的线槽或穿线孔。

进一步的，所述升降支架包括至少两个伸缩杆，伸缩杆底部与底座连接，伸缩杆顶部与托盘活动连接。这种结构的升降支架其可适用于不同角度的钻孔，应用范围广，实用性强。

进一步的，便于使用的顶板离层仪，还包括可与主控机连接的自动收线器，所述磁致伸缩位移传感器缠绕在自动收线器的卷筒上。可实现磁致伸缩位移传感器的自动收放，能减轻操作人员的负担。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型的磁致伸缩位移传感器可精确的检测磁环的活动位移，继而测量出顶板岩层的位移；通过磁致伸缩位移传感器可自动得到监测数据，通过主控机可实时记录、显示，使用非常便利；

2.本实用新型的支持架可对磁致伸缩位移传感器进行支撑，保持磁致伸缩位移传感器的位置稳定，利于保证数据的准确，同时可降低劳动强度；

3.本实用新型可适用于不同角度的钻孔，应用范围广，实用性强；

4.本实用新型的磁致伸缩位移传感器的伸长和回收均由自动收线器驱动，可减轻操作人员的负担；

5.磁致伸缩位移传感器的***段的外部有保护套管，可以保护磁致伸缩位移传感器，避免钻孔内岩石碎块尖角损伤磁致伸缩位移传感器，防止数据不准确；

6.本实用新型将多个磁环串接在一起，携带方便，回收便利。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。

图1是实施例一中便于使用的顶板离层仪的结构示意图；

图2是顶板岩层移动监测装置的结构示意图；

图3是第一种托盘的示意图；

图4是第二种托盘的示意图；

图5是第三种托盘的示意图；

图6是第四种托盘的示意图；

图7是倾斜度可调的升降支架的结构示意图；

图8是实施例二中便于使用的顶板离层仪的结构示意图；

图9是实施例三中便于使用的顶板离层仪的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本实施例公开的便于使用的顶板离层仪，包括至少两个磁环3以及配套的磁致伸缩位移传感器6。

磁环3的中部留有第一通孔32，用于供磁致伸缩位移传感器6穿过。

磁致伸缩位移传感器6外形似波纹管，具有挠性，同时具备一定的柔度和刚度。

磁环3外周有锚爪31，锚爪31处的外径尺寸应大于钻孔2直径。锚爪31具有一定弹性，将其送入钻孔2后，可以牢固地锚固在孔壁上。

将磁致伸缩位移传感器6与主控机14连接，通过主控机14可释放电流，电流在磁致伸缩位移传感器6内传递，找到磁环3周围的磁场，将顶板离层信号传输到主控机14内并记录。

为防止因钻孔直径变化导致磁环3掉出，该顶板离层仪还包括孔口固定器7，孔口固定器7上有螺钉孔和供磁致伸缩位移传感器6穿过的第二通孔，第二通孔位于位于孔口固定器7中央。通过螺钉8可将孔口固定器7固定在顶板岩层上，磁致伸缩位移传感器6可从孔口固定器7中穿过。

由于顶板钻孔多为深孔，且钻孔接近垂直，为避免在安装磁致伸缩位移传感器6时，磁致伸缩位移传感器6的重量全部支承在作业人员身上。如图2所示，本实用新型的顶板岩层移动监测装置，包括支撑架和上述便于使用的顶板离层仪。

支撑架用于引导和支撑伸缩位移传感器6的位置。支撑架包括托盘9、升降支架10和底座11，升降支架10底部与底座11连接，升降支架10顶部与托盘9连接。升降支架10的结构可以根据试验员的使用需求需要选择和设计，例如液压升降支架。

如图3-图6所示，托盘9具有与磁致伸缩位移传感器6适配的线槽或穿线孔。磁致伸缩位移传感器6最好与线槽或穿线孔间隙配合。

如图3所示，可在托盘9顶面加工C型槽91来构成线槽，使用时，磁致伸缩位移传感器6可从C型槽91的开口位置卡入到C型槽91内部；

如图4所示，也在托盘9顶面安装C型管93来构成线槽，使用时。

如图5所示，可在托盘9上加工贯通孔92来构成穿线孔，使用时，磁致伸缩位移传感器6可从贯通孔92一端穿入再从另一端穿出；

如图6所示，也可在托盘9上安装管件94来构成穿线孔。为便于自由拖动，底座11上可以安装滚轮。

为适应不同倾角钻孔，如图7所示，升降支架10包括至少两个伸缩杆101，伸缩杆101底部与底座连接，伸缩杆101顶部与托盘9活动连接。通过调节伸缩杆101的高度差，可调节托盘9的倾斜度。本实施例的升降支架10有三个两个伸缩杆101。

具体的，托盘9背面有直槽90，其中一根伸缩杆101的顶部通过轴103与托盘9背面转动连接；另外两根伸缩杆101的顶部安装有滚轮102，滚轮102置于直槽90中。

为实现磁致伸缩位移传感器6的自动收放，可增设自动收线器12。自动收线器12包括卷筒、自动收线器和电机，卷筒转动安装在卷筒支架上，卷筒由电机驱动从而可实现自动收线和放线。电源采用煤安防爆电源，可以在井下使用。

磁致伸缩位移传感器6缠绕在自动收线器12的卷筒上。

自动收线器12和磁致伸缩位移传感器6均与主控机14连接。通过主控机14可控制卷筒电机的动作，实现磁致伸缩位移传感器6的外放与回收。同时，通过主控机可释放电流，电流在磁致伸缩位移传感器6内传递，找到磁环3周围的磁场，将顶板离层信号传输到主控机14内并记录。

本实施例中自动收线器12通过线缆13与主控机14连接。

本实用新型的使用方法如下：

（1），将两个磁环3装入钻孔2中；

（2），将孔口固定器7用螺钉8与顶板岩层相螺接；

（3），自动收线器12放置于孔口固定器7下方，放出一段磁致伸缩位移传感器6；

（4），将磁致伸缩位移传感器6穿过托盘9上的线槽或穿线孔；

磁致伸缩位移传感器6的自由端依次穿过孔口固定器7、磁环3伸进钻孔2内；

（5），调整升降支架10到合适位置，调整自动收线器12，使磁致伸缩位移传感器6位置稳定；

（6），将磁致伸缩位移传感器6与主控机14连接，进行监测。

实施例二

为了便于携带和回收，如图8所示，本实施例将一个钻孔2中的所有磁环3用柔性连接部件4串接在一起。

当监测完毕，拉住柔性连接部件4，可快速的将所有磁环3拉出到钻孔2外部，使用方便。

在另一个实施例中，还可将最外端的磁环3用柔性连接部件4与孔口固定器7连接在一起。

柔性连接部件4可选用钢索。

本实施例可实现孔内磁环3的回收利用，避免人力物力的浪费；同时可避免因内磁环3遗留在孔内而对地下环境造成污染。

实施例三

本实施例与实施例一或实施例二的区别有：如图9所示，本实施例为磁致伸缩位移传感器6配有一段保护套管5，保护套管5的长度根据钻孔深度合理设置。

保护套管5的外径与孔口固定器7上的第二通孔的内径适配，或者保护套管5的外径与磁环3上的第一通孔32的内径适配。保护套管5可依靠其与孔壁间的摩擦力保持相对位置的稳定。

磁环3、孔口固定器7安装好以后，将保护套管5穿过孔口固定器7、磁环3，然后再将磁致伸缩位移传感器6从保护套管5内伸进钻孔2内。

保护套管5具有两方面的益处：其一，可保护磁致伸缩位移传感器6，避免磁致伸缩位移传感器6裸露在钻孔中，防止钻孔内岩石碎块尖角和粉尘对于磁致伸缩位移传感器6的损害；其二，保护套管5可引导磁致伸缩位移传感器6快速穿过孔口固定器7、磁环3。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种便于使用的顶板离层仪，其特征在于：包括孔口固定器、磁致伸缩位移传感器和至少两个磁环；磁环的有供磁致伸缩位移传感器穿过的通孔，孔口固定器上有螺钉孔和供所述磁致伸缩位移传感器穿过的通孔。

2.根据权利要求1所述的一种便于使用的顶板离层仪，其特征在于：磁致伸缩位移传感器具有挠性。

3.根据权利要求1或2所述的一种便于使用的顶板离层仪，其特征在于：所述磁环外周有锚爪。

4.根据权利要求1或2所述的一种便于使用的顶板离层仪，其特征在于：还包括可与磁致伸缩位移传感器连接的主控机。

5.根据权利要求1或2所述的一种便于使用的顶板离层仪，其特征在于：磁环通过柔性连接部件串接在一起。

6.根据权利要求1或2所述的一种便于使用的顶板离层仪，其特征在于：还包括用于保护孔内的部分磁致伸缩位移传感器的保护套管，保护套管的外径与孔口固定器上的通孔的内径匹配。

7.顶板岩层移动监测装置，其特征在于：包括支撑架和如权利要求1-6中任一项所述的一种便于使用的顶板离层仪；支撑架包括托盘、升降支架和底座，升降支架底部与底座连接，升降支架顶部与托盘连接；托盘上有与所述磁致伸缩位移传感器适配的线槽或穿线孔。

8.根据权利要求7所述的顶板岩层移动监测装置，其特征在于：所述升降支架包括至少两个伸缩杆，伸缩杆底部与底座连接，伸缩杆顶部与托盘活动连接。

9.根据权利要求7或8所述的顶板岩层移动监测装置，其特征在于：还包括可与主控机连接的自动收线器，所述磁致伸缩位移传感器缠绕在自动收线器的卷筒上。

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