一种用于采空区顶板下沉位移监测保护装置及安装方法与流程

1.本发明涉及煤矿井巷工程，更具体涉及一种用于采空区顶板下沉位移监测保护装置及安装方法。


背景技术：

2.在煤矿工作面回采后，由于原岩应力遭到破坏导致巷道及工作面产生剧烈变形，从而导致地面塌陷，形成采煤沉陷区，破坏地表生态环境。为解决这一问题，采用膏体充填技术对采空区进行处理，使得垮落矸石与浆液胶结形成具有承载能力的结构，能够有效解决采空区塌陷、回收煤矿“三下”压煤资源、固体废弃物处置、岩层及地表移动控制和提高矿井资源采出率、延长矿井服务年限等一系列难题，从技术上支撑煤矿企业可持续发展，经济、社会和环境效益巨大。为检验充填效果，需要监测充填后工作面及巷道的位移变形，但是充填浆液会破坏位移计灵敏度，另外如果浆液矸石与位移计胶结，位移计就是去了弹性从而无法测得位移，另外，跨冒矸石也容易导致位移计倾斜甚至破坏从而失去作用。
3.中国专利申请cn102174900b公开了一种基于预紧力的顶板位移监测装置，该申请通过磁感应长度测量仪、压缩气体进口单向阀组件、屏蔽防护数据传输线、压缩气体出口限压阀组件等结构解决了无法随时监测顶板下沉速度、下沉位移量的问题，但该专利测量位移量范围与装置长短相关，不能自适应自动调节装置升降，适用范围窄。
4.中国专利申请cn211954070u公开了一种用于采煤工程中底板破坏深度监测的多点位移计装置，该申请在说明书中所述的“调节螺杆4实现适应不平整地面”，并不现实，调节幅度小且并不能很好的实现自适应，实用性低。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于：如何在井下环境中保证位移器正常测量使用。
6.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种用于采空区顶板下沉位移监测保护装置，包括接底套筒、接顶套筒、密封装置、限位螺栓、位移计，所述接底套筒与接顶套筒滑动连接，通过限位螺栓相固定，所述密封装置包括密封盖，所述密封盖连接在接底套筒的上端，所述位移计固定安装在接底套筒的内腔，所述位移计包括测杆，所述测杆的上端设有伸缩杆，所述伸缩杆与伸缩杆交接处外侧套接有数据盒，所述测杆的上端穿过密封装置延伸至接顶套筒的内腔。
7.本技术通过将接底套筒平稳放置到巷道中，将位移计固定安装在接底套筒的内腔，使得测杆穿过密封盖延伸至外侧，通过在测杆与伸缩杆交界处套接伸缩杆，再将接顶套筒盖合在接底套筒的上端，根据巷道高度调整接顶套筒的长度，再通过限位螺栓使其固定，进行测量，有效的对位移计进行保护，从而使得位移计井下恶劣环境中还可以正常测量使用。
8.优选地：所述接底套筒、接顶套筒均为“不锈钢”材质的“空心圆柱”结构。
9.优点：防止浆液腐蚀。
10.优选地：所述接底套筒的底部外侧焊接有底座，所述接顶套筒的顶端外侧焊接有圆盘。
11.优点：用于增大接触面积，起到稳定装置作用。
12.优选地：所述接底套筒的外侧设置均竖直焊接有若干个与限位螺栓相匹配的固定螺母，所述限位螺栓均为“十字交叉”布置，若干个所述限位螺栓的一端均贯穿固定螺母延伸至接底套筒的内腔与接顶套筒的下端相螺接。
13.优点：通过调节螺栓缩进量可以实现保护装置适应非水平工作面及巷道。
14.优选地：所述密封装置还包括垫片，所述垫片均套接在固定螺母与限位螺栓之间。
15.优点：保证装置的密封性。
16.优选地：所述接底套筒的内径尺寸大于数据盒的尺寸，所述接顶套筒的内径尺寸大于测杆的直径。
17.优选地：所述密封盖整体为“阶梯型同心圆盘”，所述密封盖的内径与接底套筒的内径相匹配，所述密封盖与接底套筒相卡接。
18.优选地：所述密封盖的圆心位置开设有与接顶套筒内径尺寸相匹配的。
19.优点：保证了位移计可以正常安装。
20.优选地：所述密封盖、垫片均为“橡胶”材质。
21.优点：密封性好，不易腐蚀。
22.本发明的优点在于：本发明适用于充填工作面，充填工作面不同于一般的垮落法管理的工作面，工作面开采后需对采空区进行灌浆充填，实现对地表的沉降控制，一般的顶底板位移计(带电)无法在浆液中独立工作，需发明一种可用于充填工作面采空区顶板下沉监测仪的保护装置，第一该保护装置可避免位移计直接承受充填浆液的冲击作用，发生倾倒或者歪斜导致无法测试；第二避免浆液中水体进入位移计中，对位移计造成短路等问题，保护套使位移计能够随充填体自由伸缩，在充填体中独立工作，实现对充填工作面顶板下沉位移监测仪的保护和防水作用；
23.通过在接底套筒的外侧设置均竖直焊接有若干个与限位螺栓相匹配的固定螺母，使得若干个限位螺栓的一端均贯穿固定螺母延伸至接底套筒的内腔与接顶套筒的下端相螺接，本技术通过调节接顶套筒伸缩可以实现保护装置适应不同高度的工作面及巷道，通过调节螺栓缩进量可以实现保护装置适应非水平工作面及巷道；
24.通过在接底套筒的上端设置密封盖，在固定螺母与限位螺栓之间设置橡胶材质的密封盖和垫片，可以使得该装置内部为无水无尘的密闭环境，起到保护内部位移计的作用；本技术结构简单，保护性能好，即使在各种恶劣的环境中，仍然能够使得位移计发挥作用，大大提高了本技术的实用性。
附图说明
25.图1为本发明实施例一种用于采空区顶板下沉位移监测保护装置的整体结构正视剖视示意图；
26.图2为本发明实施例一种用于采空区顶板下沉位移监测保护装置的局部结构爆炸示意图；
27.图3本发明实施例一种用于采空区顶板下沉位移监测保护装置的局部结构正视剖
示意图。
28.图中：1-接底套筒；11-底座；12-固定螺母；2-接顶套筒；21-圆盘；3-密封装置；31-密封盖；32-垫片；4-限位螺栓；5-位移计；51-测杆；52-数据盒；53-伸缩杆。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.参阅图1，本实施例公开了一种用于采空区顶板下沉位移监测保护装置，包括接底套筒1、接顶套筒2、密封装置3、限位螺栓4、位移计5。
31.同时参阅图1-2，接底套筒1整体为“不锈钢”材质的“空心”圆柱体，接底套筒1包括底座11、固定螺母12，底座11焊接在接底套筒1的底部外侧，用于增大接触面积，起到稳定的作用。
32.固定螺母12设有若干个，均分布在接底套筒1的外侧四周，呈“十字交叉”布置。
33.接顶套筒2整体为“不锈钢”材质的“空心”圆柱体，接顶套筒2包括圆盘21，接顶套筒2的内径小于接底套筒1的内径尺寸，滑动连接在接底套筒1的内腔。
34.本实施例中，接底套筒1、接顶套筒2之间可以相对位移，使得本装置可以自适应一定范围内的巷道高度变化。
35.圆盘21焊接在接顶套筒2的顶端外侧，用于增大接触面积，起到稳定的作用。
36.限位螺栓4设有若干个均与固定螺母12相匹配，限位螺栓4的一端穿过固定螺母12延伸至接底套筒1的内腔与接顶套筒2的下端相螺接，通过调节接顶套筒2的伸缩可以实现保护装置适应不同高度的工作面及巷道，有效的提高了本技术的实用性。
37.密封装置3均为“橡胶材质”，密封装置3包括密封盖31、垫片32，密封盖31整体为“阶梯型同心圆盘”，密封盖31卡接在接底套筒1的上端，有效的保证了装置的密封性。
38.本实施例中，密封盖31的圆心位置开设有311，311的内径尺寸与接顶套筒2相匹配。
39.垫片32设有多个，均在圆心位置开设有与限位螺栓4相匹配的通孔，限位螺栓4在与固定螺母12相螺接的同时，使得垫片32堵住固定螺母12的间隙，可以保证本装置内部为无水无尘的密闭环境。
40.同时参阅图1、3，位移计5固定安装在接底套筒1的内腔，位移计5包括测杆51、数据盒52、伸缩杆53，测杆51与数据盒52相交界的位置外侧套接有数据盒52。
41.本实施例中，位移计5可以通过改变每只螺栓的缩进量，确保其能够适应底板倾斜的工作面及巷道，有效的提高了本装置的实用性。
42.本实施例中，接底套筒1的内径尺寸大于测杆51，接顶套筒2的内径尺寸大于数据盒52的尺寸。
43.本实施例的工作原理是：工作人员将接底套筒1放置到巷道中，将位移计5固定安装在接底套筒1的内腔，使得测杆51穿过密封盖31延伸至外侧，通过在测杆51与伸缩杆53交界处套接伸缩杆53，再根据巷道高度调整接顶套筒2的高度，再通过限位螺栓4使其固定，使
得位移计5在装置的内腔进行测量工作，本技术结构简单，保护性能好，有效的保护了其内部的位移计5，保证了在工作面膏体充填阶段，本装置会与破碎围岩及浆液胶结成为整体，使得位移计5仍然能够发挥作用，且仍可自由伸缩来实时纪录数据，大大提高了本技术的实用性。
44.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。