[发明专利]沿空留巷矿山压力监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿山压力监测系统，尤其是一种无煤柱开采沿空留巷矿山压力监测系统，用于煤矿井下无煤柱开采巷旁支护监测技术中。

背景技术

沿空留巷作为无煤柱开采的一个主要发展方向，将会成为我国煤矿回采巷道的主要布置形式。目前国内外对于沿空留巷从支护技术和施工工艺上展开了大量的现场研究，并取得了一定的成果。但受各种因素影响，长期以来，沿空留巷巷道缺少完善可靠的矿山压力监测系统，直接导致沿空留巷矿山压力观测数据缺失或者误差过大，严重制约了沿空留巷矿山压力显现规律的总结与掌握，影响了理论研究的进程。现场普遍使用的传统的单一矿山压力监测技术由于不具有针对性而无法获得沿空留巷所需的全部数据。受沿空留巷施工工艺限制，现有观测技术通过间接方式获得的巷旁充填体上方顶板离层、巷旁充填体载荷以及巷旁充填体变形等数据明显与实际不符，无法真实的反映沿空留巷整个生命周期内矿山压力显现和围岩变形规律。此外，靠近采空区侧瓦斯等其他有害气体含量、巷旁充填体内部温度等参数也一直得不到有效的监测，而这些数据又是沿空留巷效果的直接和必需的表征依据。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种能够有效监测沿空留巷巷旁充填体顶板离层、巷旁充填体变形、巷旁充填体内部温度、巷旁充填体载荷、采空区侧瓦斯含量等参数的矿山压力监测系统，实现地面和井下矿压观测数据的实时传输。

技术方案：本发明沿空留巷矿山压力监测系统，包括地面信号接收系统和井下数据采集系统。所述的地面信号接收系统由计算机和数据接收器组成，两者通过电话线连接。所述的井下数据采集系统由布置在巷道外侧的井下通讯总站和沿巷道走向设置的通讯分站以及安设在巷旁充填体内部的监测仪组成。井下通讯总站与本安型电源连接，通过井下电话线联接到各个通讯分站。安设在相邻的巷旁充填体内部的监测仪通过无线传输将采集到的数据信号传递到相应的通讯分站。所述的监测仪由内外钢筒组成，通过外钢筒保护监测仪不受充填施工过程中外力损坏，外钢筒通过安设在底座上的三角支架保证监测仪在巷旁充填过程中不受外力影响而出现倾斜或遭到其他外界破坏，保证结构稳定。内钢筒顶部连接电子顶板离层仪，在架设监测仪之前，将电子顶板离层仪安装在巷旁充填体顶部围岩钻孔内，顶板离层值经过布置在内钢筒的光纤传送到设置在内外钢筒中部的顶板离层数据集线盒；电子多点位移计安设在监测仪中部的外钢筒中，外钢筒在两端设置有可以伸缩的套筒，可以根据实际巷旁充填体的宽度调整套筒伸缩量改变外钢筒长度，电子多点位移计通过无线传输将数据信号储存在多点位移数据集线盒；安设电子多点位移计的外钢筒靠近采空区侧端头留有开口槽，内部安设瓦斯传感器，通过无线传输将数据信号直接传输到位于巷道内侧的通讯分站；液压枕在内钢筒受压产生形变过程中收集数据信号，数据信号通过光纤传送到位于内外钢筒中部的压力数据集线盒；顶板离层数据集线盒、多点位移数据集线盒、压力数据集线盒全部封装在总数据盒内。总数据盒收集的数据通过无线信号传送到相应的通讯分站。

有益效果：本发明应用于煤矿井下无煤柱护巷矿山压力监测技术中，具体应用在该护巷技术的沿空留巷矿山压力监测体系中，通过沿空留巷矿山压力监测系统可以有效的实现沿空留巷所需的矿山压力数据一步采集，并实现地面和井下数据信号实时传输，有效避免了间接测量的误差和人工读取数据过程中出现的错误。此外，将巷旁充填体上方顶板离层、巷旁充填体变形、巷旁充填体载荷、巷旁充填体内部温度以及采空区瓦斯浓度等监测参数集成，有助于提高沿空留巷矿山压力观测数据的可靠性和整体性。监测巷旁充填体内部温度对于科学合理的充填材料选择以及煤矿自然发火的控制有重要的指导意义。采空区侧布置的瓦斯传感器有效填补了长期以来沿空留巷巷旁充填体靠近采空区侧气体监测的空白，实现了整个沿空留巷期间采空区气体实时监测，消除了采空区气体超限对正常回采巷道造成危害的隐患。

沿空留巷矿山压力监测系统结构紧凑，设计精巧合理，操作简单，在煤矿井下无煤柱开采沿空留巷矿山压力监测技术方面具有广泛的实用性，使沿空留巷矿山压力监测技术简化，保证了所有实测数据的真实可靠。

附图说明

图1是本发明沿空留巷矿山压力监测系统的结构示意图

图2是本发明沿空留巷矿山压力监测系统的监测仪安装位置示意图

图3是本发明沿空留巷矿山压力监测系统的监测仪内部结构示意图