一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型要解决的技术问题是提供一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统。包括有左滑轨、左滑块、左拉绳、内管、导向套环、右拉绳、右滑块、右滑轨、上挡盘、外管、弹簧、左支架、左底座、下挡盘、下底座、右底座和右支架；左底座与设置在其上方的左支架相连接，左支架的上方设置有左滑轨。本实用新型所提供的一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统，通过采用简单的机械结构，使人们能够形象直观的观测到覆岩的移动变形状况。
【专利说明】
一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种监测系统，尤其涉及一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统。
【背景技术】
[0002]采空区是由人为挖掘或者天然地质运动在地表下面产生的“空洞”，采空区的存在使得矿山的安全生产面临很大的安全问题，人员与机械设备都可能掉入采空区内部受到伤害。由于地下采空区具有隐伏性强、空间分布特征规律性差、采空区顶板冒落塌陷情况难以预测等特点，因此，如何对地下采空区的分布范围、空间形态特征和采空区的冒落状况等进行量化评判以及监测，一直是困扰工程技术人员进行采空区潜在危害性评价及合理确定采空区处治对策的关键技术难题。目前，地下空区已经成为制约矿山发展的一个重要难题，随着矿山向深部开采，地压增大，地下空区在强大的地压下，容易发生坍塌事故，尤其对地下转露天开采的矿山影响很大;地下开采残留大量的采场、硐室、巷道没有进行及时处理，对露天开采带来了严重的隐患，同时给矿山工作人员和设备带来严重的威胁。
[0003]现有的煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统存在结构复杂，操作不方便，监测效率低，容易受到外界干扰，性能不可靠的缺点，因此亟需研发一种结构简单，操作方便，性能可靠的煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统。
【实用新型内容】
[0004](I)要解决的技术问题
[0005]本实用新型为了克服现有的煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统存在结构复杂，操作不方便，监测效率低，容易受到外界干扰，性能不可靠的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统。
[0006](2)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统，包括有左滑轨、左滑块、左拉绳、内管、导向套环、右拉绳、右滑块、右滑轨、上挡盘、外管、弹簧、左支架、左底座、下挡盘、下底座、右底座和右支架;左底座与设置在其上方的左支架相连接，左支架的上方设置有左滑轨，左滑轨的左端与左支架的上端相连接；左滑轨上设置有左进尺标示，左滑轨上方设置有左滑块，左滑块与左滑轨设置为滑动式连接;左滑块与设置在其右侧的左拉绳相连接，左拉绳的右侧设置有右拉绳，右拉绳与设置在其右侧的右滑块相连接;右滑块的下方设置有右滑轨，右滑轨与右滑块设置为滑动式连接；右滑轨上设置有右进尺标示，右滑轨的下方设置有右支架，右支架的上端与右滑轨的右端相连接，右支架与设置在其下方的右底座相连接;左滑轨与右滑轨之间设置有导向套环，左滑轨的右端与导向套环相连接，右滑轨的左端与导向套环相连接;导向套环内设置有内管，导向套环通过轴与内管转动式连接；内管设置在左拉绳与右拉绳之间，左拉绳的右端与内管相连接，右拉绳的左端与内管相连接；内管上设置有内进尺标示，内管的外部设置有上挡盘、外管、弹簧和下挡盘;上挡盘的中部设置有孔，内管穿过上挡盘中部设有的孔，内管与上挡盘设置为活动式连接;上挡盘与设置在其下方的外管相连接，外管套在内管的外部，外管的内部设置有弹簧，弹簧的上端与上挡盘相连接，外管与设置在其下方的下挡盘相连接;下挡盘的中部设置有孔，内管和弹簧均穿过下挡盘中部设有的孔，内管与设置在其下方的下底座相连接，弹簧的下端与下底座相连接。
[0008]优选地，还包括有计算机处理系统、无线通信模块Π、控制器、角度检测装置、位移传感器和无线通信模块I;控制器、角度检测装置、位移传感器和无线通信模块I均设置在内管与右支架之间，右支架的左壁上设置有控制器和无线通信模块I，无线通信模块I设置在控制器的下方，控制器的左侧设置有角度检测装置，无线通信模块I的左侧设置有位移传感器，位移传感器设置在角度检测装置的下方;计算机处理系统与无线通信模块π相连接，无线通信模块Π与无线通信模块I通过无线通信连接;位移传感器、角度检测装置和无线通信模块I都分别与控制器相连接;角度检测装置与右滑轨和内管之间的夹角相对应。
[0009]工作原理:使用本实用新型时，首先在上覆岩层钻一个探测孔，探测孔的直径与下挡盘的直径相同，然后将下底座、下挡盘、弹簧、外管和内管均向下移动到适当位置，然后将水泥砂浆灌注到上覆岩层所钻的探测孔内，下挡盘被水泥砂浆挡住，水泥砂浆凝固并与上覆岩层形成一体，这样下挡盘能够简单的防止上覆岩层塌陷，并带动外管向下移动，由此人们能够很直观地通过内管上的内进尺标示看出外管向下移动的距离，从而得知上覆岩层塌陷程度，弹簧通过上挡盘对外管起到辅助支撑作用。当上覆岩层塌陷变形时，会引起内管和外管的左右移动，当内管向左移动时，内管通过左拉绳带动左滑块在左滑轨上向右移动，从而可通过左滑轨上设有的左进尺标示得知左滑块向右滑动的位移，从而可以知道上覆岩层塌陷变形的程度。当内管向右移动时，内管通过右拉绳带动右滑块在右滑轨上向左移动，从而可通过右滑轨上设有的右进尺标示得知右滑块向左滑动的位移，从而可以知道上覆岩层塌陷变形的程度。
[0010]因为还包括有计算机处理系统、无线通信模块Π、控制器、角度检测装置、位移传感器和无线通信模块I;控制器、角度检测装置、位移传感器和无线通信模块I均设置在内管与右支架之间，右支架的左壁上设置有控制器和无线通信模块I，无线通信模块I设置在控制器的下方，控制器的左侧设置有角度检测装置，无线通信模块I的左侧设置有位移传感器，位移传感器设置在角度检测装置的下方;计算机处理系统与无线通信模块π相连接，无线通信模块Π与无线通信模块I通过无线通信连接;位移传感器、角度检测装置和无线通信模块I都分别与控制器相连接;角度检测装置与右滑轨和内管之间的夹角相对应。这样能够通过角度检测装置对内管与右滑轨的角度进行检测，角度检测装置将检测信息反馈给控制器，如果角度检测装置检测的信息表示内管与右滑轨的角度小于90°或大于90°时，说明上覆岩层塌陷变形。当外管向下移动时，位移传感器不断地对外管和内管之间的位移监测，位移传感器将监测信息反馈给控制器，同时控制器将角度检测装置和位移传感器反馈的信息通过无线通信模块I传送给无线通信模块Π，无线通信模块Π将信息反馈给计算机处理系统，计算机处理系统处理后通过其他设备向操作人员提出上覆岩层塌陷变形的警示。
[0011 ]在本实用新型中，控制器选择海为的S24S0T，主机外部24V DC供电，16路输入，8路输出。输入输出端口的定义为:xo为准备进行角度检测信号输入，Xl为准备进行位移监测信号输入，X2为无线通信启动，X3为无线通信停止;YO为角度检测装置，Yl为位移传感器，Y2为无线通信模块I。根据图3所示的电气控制原理图，所属领域的技术人员不需要创造性的劳动，通过编程即可实现控制器控制各部件按上述工作原理进行动作，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。
[0012](3)有益效果
[0013]本实用新型所提供的一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统，通过采用简单的机械结构，使人们能够形象直观的观测到覆岩的移动变形状况，设计合理、操作方便、性能可靠，不易受到外界干扰，监测效率高，效果好，使用寿命长，成本低，维护维护容易O
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的主视结构示意图。
[0015]图2为本实用新型的主视结构示意图。
[0016]图3为本实用新型的电气控制原理图。
[0017]附图中的标记为:1-左滑轨，2-左滑块，3-左拉绳，4-左进尺标示，5-内管，6_导向套环，7-右进尺标不，8-右拉绳，9-右滑块，I O-右滑轨，11-内进尺标不，12-上挡盘，13-外管，14-弹簧，15-左支架，16-左底座，17-水泥砂浆，18-下挡盘，19-下底座，20-采空区，21-上覆岩层，22-右底座，23-右支架，24-计算机处理系统，25-无线通信模块Π，26-控制器，27-角度检测装置，28-位移传感器，29-无线通信模块I。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0019]实施例1
[0020]—种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统，如图1-3所示，包括有左滑轨1、左滑块2、左拉绳3、内管5、导向套环6、右拉绳8、右滑块9、右滑轨10、上挡盘12、外管13、弹簧14、左支架15、左底座16、下挡盘18、下底座19、右底座22和右支架23;左底座16与设置在其上方的左支架15相连接，左支架15的上方设置有左滑轨I，左滑轨I的左端与左支架15的上端相连接;左滑轨I上设置有左进尺标示4，左滑轨I上方设置有左滑块2，左滑块2与左滑轨I设置为滑动式连接;左滑块2与设置在其右侧的左拉绳3相连接，左拉绳3的右侧设置有右拉绳8，右拉绳8与设置在其右侧的右滑块9相连接;右滑块9的下方设置有右滑轨10，右滑轨1与右滑块9设置为滑动式连接;右滑轨10上设置有右进尺标示7，右滑轨10的下方设置有右支架23，右支架23的上端与右滑轨10的右端相连接，右支架23与设置在其下方的右底座22相连接;左滑轨I与右滑轨10之间设置有导向套环6，左滑轨I的右端与导向套环6相连接，右滑轨10的左端与导向套环6相连接;导向套环6内设置有内管5，导向套环6通过轴与内管5转动式连接；内管5设置在左拉绳3与右拉绳8之间，左拉绳3的右端与内管5相连接，右拉绳8的左端与内管5相连接；内管5上设置有内进尺标示11，内管5的外部设置有上挡盘12、外管13、弹簧14和下挡盘18;上挡盘12的中部设置有孔，内管5穿过上挡盘12中部设有的孔，内管5与上挡盘12设置为活动式连接;上挡盘12与设置在其下方的外管13相连接，外管13套在内管5的外部，外管13的内部设置有弹簧14，弹簧14的上端与上挡盘12相连接，外管13与设置在其下方的下挡盘18相连接;下挡盘18的中部设置有孔，内管5和弹簧14均穿过下挡盘18中部设有的孔，内管5与设置在其下方的下底座19相连接，弹簧14的下端与下底座19相连接。
[0021]还包括有计算机处理系统24、无线通信模块Π25、控制器26、角度检测装置27、位移传感器28和无线通信模块129;控制器26、角度检测装置27、位移传感器28和无线通信模块129均设置在内管5与右支架23之间，右支架23的左壁上设置有控制器26和无线通信模块129，无线通信模块129设置在控制器26的下方，控制器26的左侧设置有角度检测装置27，无线通信模块129的左侧设置有位移传感器28，位移传感器28设置在角度检测装置27的下方；计算机处理系统24与无线通信模块Π 25相连接，无线通信模块Π 25与无线通信模块129通过无线通信连接;位移传感器28、角度检测装置27和无线通信模块129都分别与控制器26相连接;角度检测装置27与右滑轨10和内管5之间的夹角相对应。
[0022]工作原理:使用本实用新型时，首先在上覆岩层21钻一个探测孔，探测孔的直径与下挡盘18的直径相同，然后将下底座19、下挡盘18、弹簧14、外管13和内管5均向下移动到适当位置，然后将水泥砂浆17灌注到上覆岩层21所钻的探测孔内，下挡盘18被水泥砂浆17挡住，水泥砂浆17凝固并与上覆岩层21形成一体，这样下挡盘18能够简单的防止上覆岩层21塌陷，并带动外管13向下移动，由此人们能够很直观地通过内管5上的内进尺标示11看出外管13向下移动的距离，从而得知上覆岩层21塌陷程度，弹簧14通过上挡盘12对外管13起到辅助支撑作用。当上覆岩层21塌陷变形时，会引起内管5和外管13的左右移动，当内管5向左移动时，内管5通过左拉绳3带动左滑块2在左滑轨I上向右移动，从而可通过左滑轨I上设有的左进尺标示4得知左滑块2向右滑动的位移，从而可以知道上覆岩层21塌陷变形的程度。当内管5向右移动时，内管5通过右拉绳8带动右滑块9在右滑轨10上向左移动，从而可通过右滑轨10上设有的右进尺标示7得知右滑块9向左滑动的位移，从而可以知道上覆岩层21塌陷变形的程度。
[0023]因为还包括有计算机处理系统24、无线通信模块Π25、控制器26、角度检测装置27、位移传感器28和无线通信模块129;控制器26、角度检测装置27、位移传感器28和无线通信模块129均设置在内管5与右支架23之间，右支架23的左壁上设置有控制器26和无线通信模块129，无线通信模块129设置在控制器26的下方，控制器26的左侧设置有角度检测装置27，无线通信模块129的左侧设置有位移传感器28，位移传感器28设置在角度检测装置27的下方;计算机处理系统24与无线通信模块Π 25相连接，无线通信模块Π 25与无线通信模块I29通过无线通信连接;位移传感器28、角度检测装置27和无线通信模块129都分别与控制器26相连接;角度检测装置27与右滑轨10和内管5之间的夹角相对应。这样能够通过角度检测装置27对内管5与右滑轨10的角度进行检测，角度检测装置27将检测信息反馈给控制器26，如果角度检测装置27检测的信息表示内管5与右滑轨10的角度小于90°或大于90°时，说明上覆岩层21塌陷变形。当外管13向下移动时，位移传感器28不断地对外管13和内管5之间的位移监测，位移传感器28将监测信息反馈给控制器26，同时控制器26将角度检测装置27和位移传感器28反馈的信息通过无线通信模块129传送给无线通信模块Π 25，无线通信模块Π25将信息反馈给计算机处理系统24，计算机处理系统24处理后通过其他设备向操作人员提出上覆岩层21塌陷变形的警示。
[0024]在本实用新型中，控制器26选择海为的S24S0T，主机外部24V DC供电，16路输入，8路输出。输入输出端口的定义为:xo为准备进行角度检测信号输入，Xl为准备进行位移监测信号输入，X2为无线通信启动，X3为无线通信停止;YO为角度检测装置27，Y1为位移传感器28，Y2为无线通信模块129。根据图3所示的电气控制原理图，所属领域的技术人员不需要创造性的劳动，通过编程即可实现控制器26控制各部件按上述工作原理进行动作，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。
[0025]以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统，其特征在于，包括有左滑轨(I)、左滑块(2)、左拉绳(3)、内管(5)、导向套环(6)、右拉绳(8)、右滑块(9)、右滑轨(10)、上挡盘(12)、外管(13)、弹簧(14)、左支架(15)、左底座(16)、下挡盘(18)、下底座(19)、右底座(22)和右支架(23);左底座(16)与设置在其上方的左支架(15)相连接，左支架(15)的上方设置有左滑轨(I)，左滑轨(I)的左端与左支架(15)的上端相连接;左滑轨(I)上设置有左进尺标示(4)，左滑轨(I)上方设置有左滑块(2)，左滑块(2)与左滑轨(I)设置为滑动式连接；左滑块(2)与设置在其右侧的左拉绳(3)相连接，左拉绳(3)的右侧设置有右拉绳(8)，右拉绳(8)与设置在其右侧的右滑块(9)相连接;右滑块(9)的下方设置有右滑轨(10)，右滑轨(10)与右滑块(9)设置为滑动式连接;右滑轨(10)上设置有右进尺标示(7)，右滑轨(10)的下方设置有右支架(23)，右支架(23)的上端与右滑轨(10)的右端相连接，右支架(23)与设置在其下方的右底座(22)相连接;左滑轨(I)与右滑轨(10)之间设置有导向套环(6)，左滑轨(I)的右端与导向套环(6)相连接，右滑轨(10)的左端与导向套环(6)相连接;导向套环(6)内设置有内管(5)，导向套环(6)通过轴与内管(5)转动式连接；内管(5)设置在左拉绳(3)与右拉绳(8)之间，左拉绳(3)的右端与内管(5)相连接，右拉绳(8)的左端与内管(5)相连接；内管(5)上设置有内进尺标示(11)，内管(5)的外部设置有上挡盘(12)、外管(13)、弹簧(14)和下挡盘(18);上挡盘(12)的中部设置有孔，内管(5)穿过上挡盘(12)中部设有的孔，内管(5)与上挡盘(12)设置为活动式连接;上挡盘(12)与设置在其下方的外管(13)相连接，外管(13)套在内管(5)的外部，外管(13)的内部设置有弹簧(14)，弹簧(14)的上端与上挡盘(12)相连接，外管(13)与设置在其下方的下挡盘(18)相连接;下挡盘(18)的中部设置有孔，内管(5)和弹簧(14)均穿过下挡盘(18)中部设有的孔，内管(5)与设置在其下方的下底座(19)相连接，弹簧(14)的下端与下底座(19)相连接。2.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统，其特征在于，还包括有计算机处理系统(24)、无线通信模块Π (25)、控制器(26)、角度检测装置(27)、位移传感器(28)和无线通信模块1(29);控制器(26)、角度检测装置(27)、位移传感器(28)和无线通信模块1(29)均设置在内管(5)与右支架(23)之间，右支架(23)的左壁上设置有控制器(26)和无线通信模块1(29)，无线通信模块I (29)设置在控制器(26)的下方，控制器(26)的左侧设置有角度检测装置(27)，无线通信模块1(29)的左侧设置有位移传感器(28)，位移传感器(28)设置在角度检测装置(27)的下方;计算机处理系统(24)与无线通信模块Π(25)相连接，无线通信模块Π (25)与无线通信模块1(29)通过无线通信连接;位移传感器(28)、角度检测装置(27)和无线通信模块1(29)都分别与控制器(26)相连接;角度检测装置(27)与右滑轨(10)和内管(5)之间的夹角相对应。
【文档编号】G01B5/02GK205593478SQ201620173638
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月8日
【发明人】吴文钦
【申请人】吴文钦