[实用新型]一种矿井井筒的力学监测装置

说明书

本实用新型公开了一种矿井井筒的力学监测装置，包括传感器、本体和监控端，所本体包括壳体，及设置在壳体内部的电源模块、设有蓝牙模块的ARM开发板、储存件，所述电源模块用于给其余元件供电，所述ARM开发板用于搭载数据处理程序，所述储存件用于储存数据，本实用新型可通过预设的传感器全方位监控井筒井壁的力学状态，有效发现变形隐患，其优点是通过设置电源控制模块，极大提高了电源的利用效率；通过设置储存件，实现了数据的井下监控和储存，仅在必要的时候通过无线传输模块进行地面传输，进一步起到节省能耗的作用。

技术领域

本实用新型涉及安全监测技术领域，具体涉及一种矿井井筒的力学监测装置。

背景技术

现有矿井尤其是非金属矿，多采用竖井的开采方式，竖井深度500-1000m不等。井筒施工过程中通常采用冻结法施工，早期井筒设计时多未考虑井筒竖向附加力，因此长期服役的井筒最易发生剪切破坏。井筒环境的特殊性，限制了建井初期布设监测设备的更换、维修。井筒监测系统维修周期较长，矿山生产停工短则一月，长则三月。以年产600万吨煤矿为例，维修停产会导致煤矿产量损失达50～150万吨。

为确保矿井运营期间的安全，作为非金属矿咽喉部位的井筒，需时刻掌握井筒的稳定情况，多在井筒内分水平布置监测系统，实时监控井壁混凝土的变形、受力等信息。目前，常用的数据传输方式是电缆传输，容易被意外掉落的矿物砸断，并且容易被井下的极端环境影响，降低使用寿命；而且有线传输一般采用实时传输的方式，能耗较高，但对于井壁来说，并不像是一些压力、有害气体浓度一样会出现突变，更多的是因为长期受力导致的逐渐倾斜和坍塌，所以针对于井壁力学监控，可实现断点监控，且自行监控对于异常值再上报的检测模式，这样可以明显降低能耗，提高监控装置的使用效率和成本。

为打通监测传感器与远程传输的最后一小步，亟需一种安全有效的无线传输系统，替换传统的有线传输方式，适用于矿山井筒的特殊环境需求，提高井筒稳定性监测系统的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种矿井井筒的力学监测装置，以便监控矿井井筒的混凝土受力和变形，具有结构简单、耗能低、寿命长的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种矿井井筒的力学监测装置，包括传感器、本体和监控端；

所述传感器包括至少一个压力传感器和至少一个位移传感器，为了保证矿井运营的安全，可设置多个数据采集点，以实现全方位的监控；所述压力传感器主要用于监控井壁混凝土的受力信息，所述位移传感器主要用于监控井壁混凝土的变形信息；

所本体包括壳体，以及设置在壳体内部的电源模块、设有蓝牙模块的ARM开发板、储存件，所述电源模块用于给其余元件供电，所述ARM开发板用于搭载数据处理程序，所述ARM开发板属于嵌入式开发系统，可以预先写入程序；所述储存件用于储存数据，可以是内置储存卡、外接U盘等；

所述监控端为具有信息处理功能的智能电子设备，所述监控端搭载蓝牙接收模块，所述蓝牙接收模块与蓝牙模块通讯连接，通过蓝牙模块，实现了井下数据和井上监测的无线传输，避免了有线传输的种种弊端。

优选地，所述电源单元包括电源和电源控制模块，所述电源为可充电式电池，所述所述电源控制模块根据ARM开发板的预设指令控制电源对其与元件的精准供电，这样在不需要时可以停止供电，增加了使用效率，降低了更换电池的频率。

优选地，所述ARM开发板上具有A/D转换元件，用于将模拟量变成数字量。