注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀包括上下兩個完全相同的雙壁空心管和流量計，流量計通過連接螺紋與上下兩個完全相同的雙壁空心管連接。由內(nèi)套管和外套管組成的雙壁空心管通過安設在內(nèi)套筒端部的鋼珠和沿巷道頂?shù)装遄呦蜷_設的U形卡槽固定，高壓水槍通過單向注水口注入水（或乳化液），推動安設在內(nèi)套管端頭的橡膠活塞運動，使監(jiān)測儀完全直立在巷道中。當巷道頂?shù)装宄霈F(xiàn)相對位移時，內(nèi)套管和外套管出現(xiàn)移動，從熒光刻度尺上可以讀出巷道變形量。水（或乳化液）由出水口注入流量計，通過上下表盤的讀數(shù)可以分別讀出頂板下沉量和底鼓量。由于使用水（或乳化液）作為測試媒介，安全可靠，操作簡單，且可以實現(xiàn)反復使用，在巷道頂板動態(tài)監(jiān)測方面具有普遍的適用性。
【專利說明】注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦山壓力監(jiān)測儀器，尤其是一種巷道頂?shù)装逡平亢鸵平俣鹊谋O(jiān)測儀器，用于監(jiān)測煤礦巷道在使用期內(nèi)頂?shù)装寤顒雍拖鄬ξ灰谱兓?br>
【背景技術】
[0002]巷道作為礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的主要組成部分，擔負著整個礦井正常的生產(chǎn)運輸、通風和行人的重要任務。在整個使用周期內(nèi)的巷道圍巖相對穩(wěn)定對于保證安全高效生產(chǎn)具有重要的意義。為此，必須對巷道圍巖的變形情況，特別是頂板的變形情況進行監(jiān)測，從而及時采取措施避免出現(xiàn)離層、冒頂事故的發(fā)生。目前常用的機械式巷道頂板動態(tài)儀主要通過頂?shù)装逡平^程中出現(xiàn)的壓力變化壓縮安設在儀器中部的彈簧，通過記錄彈簧的壓縮變形進而監(jiān)測頂?shù)装宓南鄬σ平?。由于彈簧的剛性較大，在實際使用過程中的測量精度不容易保證。同時，此類機械式頂板動態(tài)儀對安裝環(huán)境的要求比較高，當儀器傾斜或者受力不均勻時其測試結(jié)果均無法真實的反映巷道頂?shù)装遄冃吻闆r。此外，采用這類頂板動態(tài)儀得到的數(shù)據(jù)是頂?shù)装逯g的相對移近量，不能有效體現(xiàn)頂板下沉量和底板移近量。為此，本發(fā)明提出一種以水(或乳化液)為測試媒介的可以反復使用、監(jiān)測精度高并且能夠分別記錄頂板下沉和底板移近量的巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術問題:本發(fā)明的目的是提供一種以水(或乳化液)為測試媒介，能夠反復使用且測試精度高的巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀器，從而有效地監(jiān)測巷道頂板下沉量和底板移近量，為巷道的及時補強支護提供理論依據(jù)。
[0004]技術方案:本發(fā)明注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀，包括測量裝置、儲水裝置和固定裝置。所述的測量裝置由兩個完全相同的雙壁空心管和流量計組成。雙壁空心管包括中間位置留有單向注水口和外側(cè)黏貼熒光刻度尺的外套管和端部安裝有橡膠活塞的內(nèi)套管組成，安裝前將內(nèi)套管的橡膠墊圈推進至外套管底端，使兩者完全接觸，可以雙壁空心管的長度達到最小，從而節(jié)省空間，方便攜帶。流量計有兩個完全相同的半圓形表盤，表盤上的刻度顯示單位時間流過流量計的液體流量，代表了外套管和內(nèi)套管之間的位移差。流量計的上下兩端通過連接螺紋和兩個完全相同的雙壁空心管連接。其中，與上方雙壁空心管連接的半圓形表盤的讀數(shù)代表頂板的下沉量，與下方雙壁空心管連接的半圓形表盤記錄底板的移近量，兩者讀數(shù)之和即為頂?shù)装宓囊平俊Ｔ诹髁坑嬌显O置有數(shù)顯式時間計數(shù)器，可以記錄下監(jiān)測儀的有效工作時間，繼而根據(jù)表盤上指針的讀數(shù)計算出頂?shù)装逡平俣?。卸壓閥與流量計相連，當流量達到一定程度，即巷道頂?shù)装逡平砍^設定的距離時，卸壓閥自動打開，保證了儀器的正常使用，同時實現(xiàn)了儀器在測試巷道使用結(jié)束后還可以在其他巷道重新使用的功能。儲水裝置包括儲水腔、單向注水口、出水口，其中儲水腔為雙壁空心管內(nèi)外套管之間的空間位置，通過高壓水槍將水(或乳化液)注入儲水腔，使得安設在內(nèi)套管端部的橡膠活塞發(fā)生位移，帶動內(nèi)外套管伸縮，使得監(jiān)測儀器高度增大，當上下兩個雙壁空心管接觸巷道頂?shù)装鍟r停止注水(或乳化液)。此時完全打開安設在流量計外壁的調(diào)節(jié)閥，當巷道頂板出現(xiàn)變形時，儲水腔中的水(或乳化液)順著出水口進入流量計，帶動上表盤的指針轉(zhuǎn)動，即為頂板下沉量。當巷道底板出現(xiàn)變形時，儲水腔體中的水(或乳化液)順著出水口進入流量計，帶動下表盤的指針轉(zhuǎn)動，記錄底板的移近量。固定裝置包括安裝在雙壁空心管的內(nèi)套管頂端的球形鋼珠和沿巷道走向方向開設在頂?shù)装宓拈L1cm,寬2cm的U形卡槽,將鋼珠置于U形卡槽中，可以使注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀在巷道走向范圍內(nèi)移動,從而避免了頂?shù)装逡平^程中注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀偏斜帶來的測量誤差。
[0005]有益效果:本發(fā)明應用于巷道頂?shù)装逡平亢鸵平俣葴y量中，使用水(或乳化液)作為測試媒介，實現(xiàn)了監(jiān)測儀器的反復使用，降低了監(jiān)測成本。雙壁空心管的外套管黏貼的熒光刻度尺不僅保證了在井下黑暗環(huán)境中的有效讀取同時也提高了測試數(shù)據(jù)的精度，除此之外還可以通過與上下兩個完全相同的雙壁空心管連接的流量計的上下表盤直接讀取數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了井下巷道頂?shù)装鍎討B(tài)監(jiān)測的雙保險和數(shù)據(jù)記錄的簡單化。
[0006]注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀原理簡單，結(jié)構精巧，準確度高，在礦山巷道變形監(jiān)測特別是頂?shù)装逡平O(jiān)測方面具有廣泛的應用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀的安裝示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀的結(jié)構示意圖。
[0009]圖3是本發(fā)明注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀流量計局部放大圖。
[0010]圖中:1_巷道頂板，2-U形卡槽，3-巷道底板，4-鋼珠，5-內(nèi)套管，6-外套管，7-熒光刻度尺，8-橡膠活塞，9-單向注水口，10-連接螺紋，11-上表盤，12-卸壓閥，13-下表盤，14-出水口，15-指針，16-時間計數(shù)器，17-調(diào)節(jié)閥，18-高壓水槍。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的描述:
[0012]圖1所示，注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀安設在巷道頂板(I)和巷道底板(3)之間，將監(jiān)測儀固定在沿巷道頂板(I)和巷道底板(3)走向方向布置的U形卡槽(2)中，用高壓水槍(18)給監(jiān)測儀注入水(或乳化液)，當儀器高度達到監(jiān)測巷道高度時，停止注水。
[0013]圖2所示，本發(fā)明注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀由測量裝置、儲水裝置和固定裝置組成，其中測量裝置由上下兩個完全相同的雙壁空心管和流量計通過連接螺紋(10)連接組成，雙壁空心管由內(nèi)套管(5)和外套管(6)組成，外套管(6)上標有熒光刻度尺(7)，內(nèi)套管
(5)端部安有鋼珠(4)，當從外套管(6)中部的單向注水口(9)注入水(或乳化液)推動內(nèi)套管(5)端部的橡膠活塞(8)運動，監(jiān)測儀高度滿足待監(jiān)測巷道高度要求時停止注水(或乳化液)，內(nèi)套管(5)和外套管(6)之間的空間構成了監(jiān)測儀的儲水腔，記錄下此時外套管(6)上熒光刻度尺(7)的讀數(shù)，完全打開調(diào)節(jié)閥(17)。當巷道頂板(I)出現(xiàn)下沉，內(nèi)套管(5)端頭的橡膠活塞(8)出現(xiàn)反向運動，擠壓儲水腔內(nèi)的水(或乳化液)，使其通過留設在連接螺紋(10)內(nèi)部的出水口( 14 )進入上表盤(11 )，帶動指針(15 )轉(zhuǎn)動，記錄巷道頂板(I)的下沉量。當巷道底板(3 )出現(xiàn)移動，內(nèi)套管(5 )端頭的橡膠活塞(8 )出現(xiàn)反向運動，擠壓儲水腔內(nèi)的水(或乳化液)，使其通過留設在連接螺紋內(nèi)部的出水口( 14)進入下表盤(13)，帶動指針(15)轉(zhuǎn)動，記錄巷道底板(3)的移近量。觀測此時外套管(6)上的熒光刻度尺(7)讀數(shù)，與初始記錄數(shù)值比較，可得巷道頂板(I)和巷道底板(3)的實際變形量。當巷道變形超過一定的范圍時，與上表盤(11)和下表盤(13 )連接的卸壓閥(12 )自動打開，防止監(jiān)測儀由于超過量程而出現(xiàn)損壞。
[0014]圖3所示，注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀的流量計由上表盤(11)、下表盤(13)和指針(15)組成，流量計通過連接螺紋(10)與上下兩個完全相同的雙壁空心管連接。連接螺紋(10)中部留有圓形出水口(14)，當巷道頂板(I)和巷道底板(3)出現(xiàn)變形時，打開調(diào)節(jié)閥(17)，水(或乳化液)通過出水口( 14)分別流入上表盤(11)和下表盤(13)，帶動指針(15)轉(zhuǎn)動，時間計數(shù)器(16)可以記錄監(jiān)測儀器安裝的時間。
【權利要求】
1.注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀，由測量裝置、儲水裝置和固定裝置組成；其特征在于:流量計的上下兩端通過連接螺紋(10)和兩個完全相同的雙壁空心管連接，雙壁空心管由外套管(6 )和內(nèi)套管(5 )組成，通過高壓水槍(18 )將水(或乳化液)注入儲水腔。
2.根據(jù)權利要求1所述的注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀，其特征在于:上下兩個完全相同的雙壁空心管由內(nèi)套管(5 )和外套管(6 )組成，內(nèi)套管(5 ) —端安設有橡膠活塞(8 )，另一端安設有鋼珠(4)。
3.根據(jù)權利要求1所述的注水式巷道頂板動態(tài)監(jiān)測儀，其特征在于:流量計分為上表盤(11)和下表盤(13)，當流過上表盤(11)和下表盤(13 )的水(或乳化液)達到一定限度時，卸壓閥(12)自動打開，保護儀器不受破壞。
【文檔編號】G01M13/00GK204085849SQ201420202429
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權日:2014年4月23日
【發(fā)明者】趙紅超, 張東升, 劉洪林, 帕力旦·麥麥提, 楊亞龍 申請人:新疆大學