[发明专利]一种大量程顶底板移近量测试仪及其使用方法

说明书

本发明公开了一种大量程顶底板移近量测试仪及其使用方法，要解决的是现有煤矿巷道顶底板移近量测量中存在的问题。本产品包括移近量测试模块、喷水除尘模块和固定连接模块，固定连接模块将移近量测试模块和喷水除尘模块集成在防尘壳体内，并将整个仪器固定在巷道顶底板之间。本发明通过齿状凹槽杆和齿轮位移计相对移动来记录巷道顶底板移近量，齿状凹槽杆深入顶板钻孔防护管，测试量程大，并有特殊的喷水除尘模块对齿状凹槽杆进行定时清洗，保证位移测试模块不被煤尘入侵，同时兼具移近量预警和防撞报警功能。本发明适用于煤矿巷道顶底板移近量的长期观测，具有量程大、测试准确，保证测试精度和仪器安全，现场适用性强等优点。

技术领域

本发明涉及煤矿领域，具体是一种大量程顶底板移近量测试仪及其使用方法。

背景技术

随着煤矿开采深度的加大，受到高地应力影响，巷道变形严重支护困难。要想控制围岩变形，保证生产安全，需要对巷道顶底版的变形进行测量，以掌握其变形特征。

目前，对巷道顶底板变形特征测量的手段主要有收敛仪手动测量、激光测距仪测测量和顶底板动态仪测量等。其中，收敛仪手动测量，需要测量人员反复下井，工作量繁重，应用来越少。激光测距仪在巷道煤尘较大时，激光测距信号无法在巷道内传输，测试失效。现有顶底板动态仪，多安装在巷道顶板中间，由弹簧提供机械支撑力，使其变形测量杆支撑在巷道顶底板之间。在顶底板移近过程中弹簧被压缩，变形测量杆向下移动，位移被内部的装置记录。

现有的顶底板移近量测试仪器存在下述问题：首先，变形测量杆由弹簧提供支撑力，在围岩在过程变形测量杆被压入测量装置内，弹簧变形空间越来越小；其次，目前顶底板移近量测试仪器的量程有限，一般为300-400mm，达到测量上限后，顶底板变形压力会将变形测量杆压断失稳，从而导致仪器损坏测试失效；再次，煤矿巷道湿度大，粉尘多，容易附着在变形测量杆表面，且变形测量杆大多为向下位移变形，若不及时清理，极易被变形测量杆带入测量装置内部，造成测量误差。最后，常用的顶底板移近量测试仪器，在巷道底板对仪器无任何固定措施，巷道底板变形为向上鼓起，底板围岩开裂松软，在巷道内有水条件下，导致底板附着不稳，仪器偏斜。此外巷道作为人员、材料运输通道，顶底板移近量测试仪器使用过程中，难免被行人、材料碰到，造成数据采集不准确，甚至损坏仪器设备。

在本发明之前，申请号为2017106954708的发明，公布了采空区顶底板变形与充填体应力监测一体化装置及方法，其采用测杆和附着在测杆上的额定地板位移量的位移传感器组成，其测杆分为上杆体、中部连接杆和下杆体依次套装组成，由于其为套装组成，则杆体之间通过导向件相对滑动，其杆体之间的相对位移量有限，当顶板下沉剧烈，下沉量超过其上杆体的长度时，此装置将无法进一步变形，从而无法测量后续的变形量。

申请号为2017113942315的发明，提供了一种滑动式顶底板移近量测量装置及顶底板移近量测量方法，通过两端设置活塞杆分别测量顶板和底板各自的绝对位移变化量，但是其活塞杆及活塞杆套筒相对滑动，通过读取刻度，测试顶底板各自的移近量，但是其活塞杆套筒套筒长度有限， 最大比例计算，其位移量仅为巷道高度的一半，超过巷道高度的一半时，就达到其量程上限，且此发明暴露在巷道煤尘环境中，活塞杆套筒极易被煤尘附着，导致滑移受阻，刻度污损，从而影响测试结果。

相关方面的研究改进仍在进行中。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种大量程顶底板移近量测试仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种大量程顶底板移近量测试仪，包括移近量测试模块、喷水除尘模块和固定连接模块；所述的移近量测试模块位于固定连接模块的防尘壳体内部，可监测记录巷道顶底板的移近量；喷水除尘模块位于固定连接模块的防尘壳体内部，可对移近量测试模块的齿状凹槽杆进行清洗除尘，保证测试精度；固定连接模块将移近量测试模块和喷水除尘模块集成在防尘壳体内，并将整个仪器固定在巷道顶底板之间。