[实用新型]一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置

说明书

一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置，包括柔性压力带、多通道信号接收器、信号放大器和数据存储分析仪，其中柔性压力带包括呈矩形的上硅胶薄片和下硅胶薄片，上硅胶薄片和下硅胶薄片之间矩形阵列布置有若干个柔性压力传感器，柔性压力带平铺埋设于相似模拟实验台内，柔性压力传感器与多通道信号接收器的信号输入端相连，多通道信号接收器的信号输出端通过信号放大器与数据存储分析仪连接。本实用新型通过制作符合相似模拟监测范围的压力监测带，确定在煤层开采过程中，底板压力场变化情况，得到煤层底板压力场变化规律，为煤矿底板起鼓、底板突水提供理论依据，实现矿井安全高效生产。

技术领域

本实用新型属于采矿相似模拟实验监测技术领域，具体涉及一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置。

背景技术

相似模拟实验是研究工程活动的一种重要手段和方法。利用相似模拟材料来建立缩放一定的比例的相似模型，通过对模型作出相应的开挖来模拟工程活动，进而反演工程活动所产生的现象，借助位移和压力监测装置可定量研究工程活动过程中产生的位移和压力变化，从而解决工程活动中遇到的实际问题，在研究煤层底板压力变化时，需要掌握煤层开采过程中工作面前方以及巷道的压力大小，来解决由于压力偏大引起的巷道底鼓及煤壁片帮等问题。

申请号为201510151222.8的专利公开了一种用于相似模拟试验的压力测试装置，它有效解决了现有相似模拟压力测试装置中无法同时、有效、准确测量各个方向的压力的问题,并提高了试验结果的精确度。但是此专利的结构为圆形结构，它只可以解决某个点不同方向上的压力，而当要研究一块区域的垂直压力时，该实验装置不能够很好地满足实验需求。因此，提供一种能够在煤层开挖过程中，实时监测并记录工作面前方煤层底板压力场变化的系统是非常有必要的。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置，结合相似模拟试验台的尺寸，以及压力带埋设的位置和其所受的压力范围，通过制作符合相似模拟监测范围的压力监测带，确定在煤层开采过程中，底板压力场变化情况，得到煤层底板压力场变化规律，为煤矿底板起鼓、底板突水提供理论依据，实现矿井安全高效生产。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种监测相似模拟煤层底板压力场变化的装置，包括柔性压力带、多通道信号接收器、信号放大器和数据存储分析仪，其中柔性压力带包括呈矩形的上硅胶薄片和下硅胶薄片，上硅胶薄片和下硅胶薄片之间矩形阵列布置有若干个柔性压力传感器，每个柔性压力传感器的底面均通过双面胶带与下硅胶薄片粘接，柔性压力带平铺埋设于相似模拟实验台内，柔性压力传感器与多通道信号接收器的信号输入端相连，多通道信号接收器的信号输出端通过信号放大器与数据存储分析仪连接，数据存储分析仪对相似模拟实验台内部压力场变化的实时显示和记录；

沿上硅胶薄片和下硅胶薄片宽度方向对应的若干个柔性压力传感器为一列传感器组，每列传感器组均通过扁平传输线串联，每五列传感器组的扁平传输线集成为一束信号输出线对应连接到多通道信号接收器的信号输入端。

多通道信号接收器包括集成电路板，集成电路板上设有CPU、信号输出端、电源接口、电源开关、压力显示屏、集成电路板、信号输入端和矫正旋钮；信号输入端实时收集压力数据通过压力显示屏显示柔性压力传感器测试到的压力值。

信号放大器包括集成信号输出端、信号集成装置和单信号输入端。

数据存储分析仪包括存储运行器、键盘、鼠标和显示器。

采用上述技术方案，本实用新型的使用方法，包括以下步骤：

（1）在相似模拟实验台内平铺柔性压力带，在柔性压力带上方摊铺相似模拟材料；

（2）使用多个多通道信号接收器，将穿出相似模拟实验台的每束信号输出线对应与一个多通道信号接收器的信号输入端连接，同时将每个多通道信号接收器的信号输出端对应与信号放大器的一个单信号输入端连接，信号放大器的集成信号输出端与数据存储分析仪连接；