[发明专利]一种悬挂式巷道位移观测设备及方法

说明书

本发明涉及一种悬挂式巷道位移观测设备及方法，属于井下测量领域，包括观测设备主体、传动系统和测量系统，观测设备主体外部左右两侧分别设置有红外测距传感器A和B，正下方设置有红外测距传感器C，在传动系统的作用下，观测设备主体能够在水平面内转动，红外测距传感器A、B均能够相对于观测设备主体上下转动，红外测距传感器C能够相对于观测设备主体前后转动；测量系统包括红外测距传感器A、B、C、数据传输模块、数据处理模块和数据存储模块。本发明能够一次安装就可完成整个巷道左右两帮位移量、以及顶底板相对位移量的精准测量，且能够有效快速、长时间监测巷道位移的观测设备，以提供精准的巷道位移数据。

技术领域

本发明涉及一种悬挂式巷道位移观测设备及方法，属于井下测量技术领域。

背景技术

我国的煤炭资源储量丰富，今后50年内煤炭资源仍然是我国的主要能源之一，也是我国经济的重要支柱，在矿井安全生产中，巷道的建设一直是重中之重。因此对巷道 的设计要求极高，而巷道的位移观测数据对巷道的设计来说是不可欠缺的技术参数；另 外，矿井生产过程中，巷道要受到采动应力和地应力双重影响，巷道围岩发生位移(变 形)，巷道变形达到极限变形量后，巷道很容易发生坍塌等安全事故；因此巷道围岩位 移的观测在矿井安全生产中是十分必要的。传统的巷道位移观测方法是在选定的观测巷 道帮部选好测点，然后在帮部对应的同一巷道断面顶部系一根细绳，细绳的下部挂有铅 锤，待细绳自然下垂稳定，然后用米尺测量帮部测点距离细线的距离，以此来计算巷道 的位移量。很明显，此种观测方法太过繁琐，浪费大量时间进行测量前的准备，人为误 差较严重，使巷道位移观测数据不准确，间接导致巷道断面设计不合理，在矿井生产中 经常出现扩帮、起底等重复性工作。

为了解决上述部分问题，申请号为201811498285.0的中国专利公开了一种巷道位移 测量仪及其系统，此测量仪采用三脚架支撑，采用红外测距传感器测距，能够对巷道上下左右四个方向的巷道位移进行测量，此种测量仪还是以测点为主，减小了人为测量的 误差，能够一次性安放就完成对巷道上下左右四个面中心点距离的测量，节省了测量和 计算时间，但是该测量仪的缺点是：安装调平较为繁琐，每次换测点都要重新安装调平， 并且只能测得上下左右四个面中心点距离，无法实现对巷道位移长期的、动态的观测， 而且此测量仪在观测时要安放在巷道的底板中间，影响巷道的正常通行。

为了能够更加简便精准的提供巷道位移数据，并且实现对巷道的长期动态位移量进 行观测，本发明提出了一种悬挂式巷道位移观测设备及方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种悬挂式巷道位移观测设备及方法，能够有效快速且 长时间监测巷道位移的观测设备，以提供精准的巷道位移数据。

本发明采用以下技术方案：

一种悬挂式巷道位移观测设备，包括观测设备主体、传动系统和测量系统，所述观测设备主体通过固定装置将观测设备主体悬挂固定在巷道顶部的锚杆上；

所述观测设备主体呈长方体，其外部左右两侧均设置有一长方体凹槽，左右两个长 方体凹槽内部分别设置有红外测距传感器A和红外测距传感器B，长方体凹槽可以为红外测距传感器A和红外测距传感器B提供转动空间，所述观测设备主体的正下方设置 有红外测距传感器C，其前后转动不受观测设备主体转动的影响，在传动系统的作用下， 观测设备主体能够在水平面内转动，红外测距传感器A和红外测距传感器B均能够相 对于观测设备主体上下转动，红外测距传感器C能够相对于观测设备主体前后转动；

所述测量系统包括所述红外测距传感器A、红外测距传感器B、红外测距传感器C、数据传输模块、数据处理模块和数据存储模块，所述数据传输模块、数据处理模块和数 据存储模块均位于观测设备主体内部，所述红外测距传感器A、红外测距传感器B和红 外测距传感器C均与数据传输模块连接，所述数据传输模块与数据处理模块、数据存储 模块均连接，红外测距传感器A、红外测距传感器B和红外测距传感器C测量的信息 分别经数据传输模块传递至数据处理模块处理，数据处理模块处理后的数据经数据传输 模块传递至数据存储模块。