[发明专利]一种具有监测功能的充填采场封闭装置及系统

说明书

本发明提供了一种具有监测功能的充填采场封闭装置及系统，涉及充填采场封闭装置技术领域，本发明提供的具有监测功能的充填采场封闭装置包括骨架以及与骨架两端连接的固定框，骨架包括多根弧形梁，还包括压力监测器、应变监测组件以及位移监测组件中的至少一种；压力监测器夹设于固定框与至少一根弧形梁的至少一个端部之间；应变监测组件安装于至少一根弧形梁的内弧侧；位移监测组件位于多根弧形梁的内弧侧。上述充填采场封闭装置可有效监测以封闭骨架为主要受力单元的力学与变形特征，为及时准确掌握充填过程中封闭装置上的力学状态以及评判封闭装置整体的可靠性和稳定性提供了数据支撑，且监测完毕后，各个监测结构可回收，成本低。

技术领域

本发明涉及充填采场封闭装置技术领域，尤其是涉及一种具有监测功能的充填采场封闭装置及系统。

背景技术

地下矿山采用充填采矿法需要在充填之前对井下空区进行封堵，常用的封堵方式大致分为刚性封堵与柔性封堵两类，前者以混凝土结构的刚性挡墙为代表，一般在挡墙上设有出水孔，用于排泄疏导充填采场内的多余积水，封堵结构不允许发生变形与位移，承载力大，造价高昂；后者采用骨架结构与脱水结构相结合的方式，骨架多为钢结构，少数为木支撑，承载力小，造价较低。充填封闭装置（或封闭门）作为支撑充填采场内部料浆压力的受力构件与防止浆体外溢的重要安全设施，需要对施加于挡墙结构上的力、位移、变形进行有效的监测，尤其是对于承载力较小的柔性支档结构，有效可靠的安全监测是确保矿山井下安全充填的重要部分。安全监测的主要内容包括应力检测和应变检测等，需要配合相应的挡墙结构，对于刚性挡墙，由于其不可拆卸性，主要采用的监测技术手段是一次填埋传感器元器件方式，对于柔性挡墙，由于拆卸方便，可采用装配式检测。对此，以下为传统惯用的检测方法：

如图1所示，图1为现有技术中刚性挡墙应力监测的结构示意图。充填挡墙浇筑之前在墙内预设压力传感器信号导线，在内侧挡墙浇筑模板上安装防水压力传感器，挡墙浇筑成型之后，于墙外安装多通道数据采集仪，联结各预埋信号导线，用于采集挡墙内侧压力传感器收集的感应电信号，并使之转换为压力信息用于本地储存、显示或可经光纤或网络数据传输至其他远程终端进行信息处理。

上述方案针对刚性挡墙结构进行墙面压力检测，可实现在内侧浆体覆盖各测点后实现测点压力的检测，但是，该检测方案存在以下的技术缺陷与不足：（1）传感器置于挡墙内部，不可回收，一次性填埋费用高，不可避免的造成浪费。随着充填采场充料浆水化固结，静压力趋于稳定或归于零值，压力检测将失去其工程意义，而刚性挡墙拆卸不易，一般不拆卸，因而，无法对内侧的传感器件回收，浪费大。（2）测点布设范围有限，且数量多，成本高。对于常规的充填挡墙，其断面范围在15m²至20m²左右，若对全断面进行采样，则需要对传感器采用点阵布设器，需用数量较多，若采取必要的简化，选择纵横十字布设，虽然传感器数量可减少，但测点范围变窄，可靠性降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有监测功能的充填采场封闭装置及系统，可有效监测以封闭骨架为主要受力单元的力学与变形特征，能够实现数据完整监测，监测完毕后，各个监测结构可回收，成本低。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种具有监测功能的充填采场封闭装置，包括骨架以及与所述骨架两端连接的固定框，所述骨架包括多根沿着竖直方向依次间隔排布的弧形梁，还包括压力监测器、应变监测组件以及位移监测组件中的至少一种；

所述压力监测器夹设于所述固定框与至少一根所述弧形梁的至少一个端部之间；

所述应变监测组件安装于至少一根所述弧形梁的内弧侧；

所述位移监测组件位于多根所述弧形梁的内弧侧，沿平行于巷道的延伸方向所述位移监测组件与多根所述弧形梁间隔设置，或者所述位移监测组件与至少一根所述弧形梁连接。

进一步地，所述弧形梁的端部设有连接板，所述固定框包括用于与巷道侧壁岩石连接的第一条板；