[发明专利]一种监测沿空留巷充填体回采期间稳定性的系统和方法

权利要求书

1.一种监测沿空留巷充填体回采期间稳定性的系统，其特征在于：包括埋入式应变计和压力盒、便携式应变信号采集系统；在沿空留巷充填体内预埋一排埋入式应变计和一排压力盒，埋入式应变计和压力盒平行设置；埋入式应变计和压力盒分别通过支架钢丝固定；埋入式应变计和压力盒的端部连接电缆，数据通过电缆线传输到便携式应变信号采集系统；

所述埋入式应变计内置温度传感器，对外界温度影响产生的变化进行温度修正；每个传感器内部有计算芯片，自动对测量数据进行换算而直接输出物理量，减少人工换算的失误和误差；

所述压力盒采用振弦理论设计制造，采用全数字检测，利用脉冲激振方式激振；

所述便携式应变信号采集系统为防爆型智能读数仪；数据通过电缆线端插头连接防爆型智能读数仪“INP”插口；防爆型智能读数仪设有“RS232”计算机连接端口，可与计算机连接导出数据并保存，将保存的数据导入Excel表格，绘出应变-压力曲线图，即可分析，判断沿空留巷充填体的稳定性；

所述压力盒根据不同要求选用相应的型号，配备的便携式应变信号采集系统能直接显示压力值和振弦频率，并能直接测出测点温度，并进行温度补偿；

采用上述系统监测沿空留巷充填体回采期间稳定性的方法，包括以下步骤：

（1）安装：在沿空留巷充填体浇筑前预埋一排埋入式应变计和一排压力盒，其具体方法：间隔40-60m选定监测点，在充填模板搭设完毕后，在充填空间中部分别搭设上-下和左-右两组支架钢丝，支架钢丝固定在充填模板骨架上，需用力扯紧拉直，并将两端绑扎牢固；用尼龙绳将埋入式应变计由中心向外间隔20-50cm均匀固定在上-下各两根支架钢丝上，要求应变计轴线处于竖直方向；用尼龙绳将压力盒由中心向外间隔20-50cm均匀固定在左-右两根支架钢丝上，要求压力盒表面处于水平方向；压力盒轴线和应变计轴线平行分布于沿空留巷充填体的中部，相互间隔20-30cm；压力盒固定后在表面涂抹凡士林；

（2）电缆线沿支架钢丝引出，是将电缆线绑扎在支架钢丝上，在充填模板上打孔引出，电缆线绑扎不宜过紧；

（3）待充填体浇注24小时后，将支架钢丝从充填模板上拆下，充填模板可在充填材料凝固3天后拆除；

（4）将电缆线端插头插入防爆型智能读数仪“INP”插口，通过读数仪面板上的按钮和数据显示屏，直接操作智能读数仪并读取数据，首次测量需对原始数据调零后开始采集信号，并实时进行数据保存；

在沿空留巷充填体结构形成后进行定期采集数据，派专人对应变数据定期进行测量和记录，要求为每天3次直到两次回采结束；

（5）通过便携式防爆型读数仪上的“RS232”插口连入计算机，将数据进行导出并保存，将保存的数据导入Excel软件，并绘制应变-压力曲线，将应变-压力曲线与前期试验获得的应力-应变-压力曲线对比，分析每个压力盒对应位置的充填体所处的阶段：当所有压力盒数据处于弹塑性阶段时，沿空留巷充填体稳定性良好；当部分压力盒数据进入破坏后阶段时，沿空留巷充填体局部破坏但整体保持稳定；当所有压力盒数据均处于破坏后阶段时，沿空留巷充填体整体失稳。

2.根据权利要求1所述的监测沿空留巷充填体回采期间稳定性的系统，其特征在于：所述埋入式应变计的尺寸长150mm，中部直径为22mm；量程为3000με，测量精度为1με，使用环境温度：-20℃～﹢80℃，温度范围-20℃～+125℃，测温灵敏度为0.25℃。

3.根据权利要求1所述的监测沿空留巷充填体回采期间稳定性的系统，其特征在于：所述压力盒的直径为20mm，厚度为8mm，量程为10MPa，精度为1kPa，能过载150%，使用环境温度：-20℃～﹢80℃，温度范围-20℃～+80℃，测温灵敏度为0.5℃。

4.根据权利要求1所述的监测沿空留巷充填体回采期间稳定性的系统，其特征在于：所述防爆型智能读数仪上有防护盖，读数仪平面上设有操作按钮和数据显示屏，能直接操作并读取数据。

5.根据权利要求1所述的监测沿空留巷充填体回采期间稳定性的系统，其特征在于：所述防爆型智能读数仪有6个信号通道，能同时对6个钢弦传感器进行测量，存储8000个应变数据。