[实用新型]一种机械式恒阻单体支柱形变监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤炭开采工程技术领域，特别是涉及一种机械式恒阻单体支柱形变监测装置。

背景技术

在煤炭开采过程中，在采场和巷道支承压力影响区广泛采用单体支柱进行补强支护、超前支护或者临时支护。在采掘过程中，顶板在上覆岩层重力和采动应力的双重影响下，在短期内发生较大的弯曲下沉，随着叠加应力的增大，单体支柱会产生压缩变形、弯曲变形，甚至折断，造成支护失效。

目前，常采用在单体立柱上标示刻度的方法获得支柱的压缩量，通过读取支柱初撑顶板和在顶板来压时支柱某一点的刻度差值，得到支柱的压缩量，但受制于井下工作环境和工人劳动效率的限制，并不能大面积、及时动态地获得支柱的压缩量。

因此，市场上急需一种机械式恒阻单体支柱形变监测装置，用以解决在监测支柱的压缩量时，不能大面积、及时动态地获得支柱的压缩量的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机械式恒阻单体支柱形变监测装置，用以解决当下在监测支柱的压缩量时，不能大面积、及时动态地获得支柱的压缩量的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种机械式恒阻单体支柱形变监测装置，包括：

单体支柱缸体、单体支柱活柱，所述单体支柱活柱底端套接于所述单体支柱缸体内；

形变感应装置，所述形变感应装置包括有承压筒、形变感应装置缸体、弹性组件以及高弹性膜片，所述高弹性膜片设置于所述形变感应装置缸体内，所述弹性组件设置于所述形变感应装置缸体内，所述承压筒的一端套接于所述形变感应装置缸体内、并与所述弹性组件一端接触，所述承压筒的另一端与所述单体支柱活柱底端相接触，所述弹性组件的另一端与所述高弹性膜片连接，所述形变感应装置缸体套接于所述单体支柱缸体内并与所述单体支柱缸体固定连接；

形变测量装置，所述形变测量装置包括有形变转换元件、信息传递线以及信息处理器，所述形变转换元件与所述高弹性膜片连接、并将所述高弹性膜片的形变转化为可测量信号，所述形变测量装置通过所述信息传递线与所述信息处理器相连。

优选地，所述单体支柱缸体的开口端内部为圆锥面，所述单体支柱活柱与所述圆锥面之间设置有弹性球体。

优选地，所述高弹性膜片上设置有弹性固位孔，所述弹性组件包括有限位板、密封圈、弹簧以及导向杆，所述导向杆与所述限位板固定连接，所述弹簧一端固定于所述导向杆，所述弹簧另一端固定于所述弹性固位孔，所述承压筒通过所述密封圈与所述限位板接触。

优选地，所述限位板的面积大于所述承压筒的横截面积。

优选地，所述弹簧为高强度合金弹簧。

优选地，所述的承压筒、所述限位板以及所述导向杆位于所述高弹性膜片的中心轴线上。

优选地，所述形变转换元件为光纤光栅，所述信息传递线包括有尾纤、铠装光缆以及光缆线，所述尾纤、所述铠装光缆以及所述光缆线依次连接，所述尾纤与所述光纤光栅相连，所述光缆线与所述信息处理器相连。

优选地，所述光纤光栅为光纤Bragg光栅，所述高弹性膜片的材料为3J2铁-镍-铬系奥氏体沉淀强化型高弹性合金钢。

优选地，所述光纤光栅设置于所述高弹性膜片的中心轴线上。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

通过设置本实用新型的形变感应装置以及形变测量装置，可以实时、动态的获得每根单体支柱的压缩量及受力大小，监测采场巷道每根单体支柱的形变，为采场巷道顶板管理及维护提供重要指导作用，为井下煤矿工人生命安全和煤炭安全高效开采提供保障。

同时，本实用新型的装置体积小，测量精度高，可以实现动态监测和数据存储，操作简单灵活，有效提高作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一种机械式恒阻单体支柱形变监测装置的结构示意图；

其中，1-单体支柱活柱、2-单体支柱缸体、3-承压筒、4-密封圈、5-限位板、6-形变感应装置缸体、7-导向杆、8-弹簧、9-高弹性膜片、10-弹性固位孔、11-圆锥面、12-弹性球体、13-螺纹孔、14-光纤光栅、15-尾纤、16-铠装光缆、17-光缆线。

具体实施方式