[实用新型]矿山采空区压力监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿山采空区压力监测装置，尤其适用于测定煤矿回采工作面后方采空区冒落矸石所承受的压力，也可用于非煤矿山采空区冒落矸石承受压力的测定。

背景技术

矿山压力作为采矿工业的基础学科之一，一直受到广大科研和技术人员的广泛关注。正确掌握矿压显现规律，对于煤矿开采设计、巷道布置、煤岩动力灾害预测具有重要作用。为此，人们开展了大量的理论与实测研究工作。

工作面后方采空区内的支承压力，作为矿压研究的一个重要内容，其分布规律对于采场矿压与岩层控制而言意义重大。进行注浆充填开采时，采空区压力的变化状况能够表明注浆充填后浆体扩散半径的大小及浆体对覆岩与地表的控制程度，为注浆充填工艺和注浆充填后的减沉效果评价提供定量依据。对于采场矿压控制而言，采空区压力的监测结果可用于分析工作面覆岩的破断状况，如采空区是否存在悬顶，覆岩关键层是否发生复合破断等，为确定工作面支架合理支护阻力提供依据。

目前，采矿学科中广泛关注和研究的是煤层开采前原岩应力测量和开采扰动之后实体煤(岩)体内二次应力的测量，而对于工作面后方采空区内的压力则研究较少，且大多停留在理论计算与物理模拟层面，缺乏具体的实测装置。

对于地应力的测量，主要有直接测量和间接测量，如扁千斤顶法、应力解除法等。这些测量方法均是建立在能够接近或直接进入到待测地点的基础之上，而工作面后方采空区被冒落矸石所堆满，是一个无法进入的区域，且充填介质是块度不同的矸石，故已有的地应力测量方法与装置均不适合进行采空区压力监测。更为重要的是，传统的原岩应力测量方法与装置是对测点的一次性观测，不适合随时间变化的采空区压力测量。

发明内容

本实用新型的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单，能够对远距离测点的进行压力实时采集和显示的矿山采空区压力监测装置。

为了实现上述目的，本实用新型的采空区压力监测装置，包括设在采空区测点处的液压枕，液压枕进出口处设有压力传感器，压力传感器上连接有远距离传输信号的信号传递电缆，信号传递电缆的另一端相接有矿用本安型数据采集显示分站，矿用本安型数据采集显示分站连接有矿用隔爆型直流稳压电源。

所述的液压枕的顶底面上设有经连接螺栓固定的保护钢板；所述的信号传递电缆外部设在钢管或位于煤层底板的沟槽内；所述的矿用本安型数据采集显示分站上设有可同时对多个测点进行压力监测的多个分站数据输入接口。

有益效果：本实用新型通过埋设在采空区测点处的多个液压枕，将待测点处的岩层压力转化成液压枕内油液的压力，经传感器将油液的压力转换成为电信号，将采空区的压力信号传至矿用本安型数据采集显示分站，便可以通过电缆接收传感器传输的电信号数据，经过内部芯片的处理，将电信号数据转化为压力值，并且通过面板实时显示。可根据待测点位置的不同，通过采用相应长度的矿用电缆，实现对距离停采线2千米范围内测点压力的实时监测和显示，且监测时间可覆盖整个工作面回采期间。由于数据采集分站具有多个通道，因而可同时对多个测点进行压力监测，解决了传统的地应力测量装置不能够测量采空区压力的问题，其结构简单，施工方便，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本实用新型采空区压力监测装置的结构示意图。

图2是图1的A-A剖面放大图。

图中，1-矿用隔爆型直流稳压电源；2-电源输出端子；3-分站数据输入接口；4-矿用本安型数据采集显示分站；5-显示面板；6-分站电源输入接口；7-信号传递电缆；8-连接螺栓；9-压力传感器；10-液压枕进出油液口；11-液压枕排气孔；12-保护钢板；13-液压枕。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：

本实用新型的采空区压力监测装置，主要由液压枕13、矿用本安型数据采集显示分站4和矿用隔爆型直流稳压电源1构成，液压枕13布设在采空区测点处，液压枕13的液压枕进出油液口10处设有压力传感器9，压力传感器9上通过能远距离传输信号的信号传递电缆7连接到矿用本安型数据采集显示分站4上，矿用本安型数据采集显示分站4上设有可同时对多个测点进行压力监测的多个分站数据输入接口3，根据现场所需设置测点的数量埋设多个液压枕13，通过多根信号传递电缆7分别与矿用本安型数据采集显示分站4的多个分站数据输入接口3相连接，采集的数据分别通与矿用本安型数据采集显示分站4上的显示面板5显示，通过分站遥控器可进行分站4的不同通道选择，读数时，将通道调至与测点对应的通道号，便可以显示采空区多个测点各自对应的通道号和测点的压力值，从而实现对压力值的实时、动态监测。矿用本安型数据采集显示分站4通过分站电源输入接口6连接到矿用隔爆型直流稳压电源1的电源输出端子上。为了防止连接在液压枕13上的压力传感器9的损坏，在液压枕13的上下面分别设有保护钢板12，上下两块保护钢板12经连接螺栓8固定在一起。为保证信号传递电缆7不被垮落的岩石损毁，在其外部设置钢管或将其置于煤层底板的沟槽内。