一种岩层运动在线监测装置及其监测方法

1.一种岩层运动在线监测装置，包括主控制器、若干个监测单元和计算机，所述主控制器内设有单片机，所述单片机的一端经信号线与计算机连接，所述单片机的另一端与若干个监测单元连接，其特征在于：所述若干个监测单元共用一个数据传输器，每个监测单元包括可伸缩油压器和膨胀圈，所述膨胀圈经钢丝绳与所述可伸缩油压器连接，所述数据传输器设有若干个信号输入端和一个信号输出端，每个信号输入端经信号线连接至相应的可伸缩油压器进行数据采集，采集到的数据经信号输出端传输至单片机，所述膨胀圈中部为空，其外圈通过锚固剂固定在钻孔的内壁；所述可伸缩油压器包括杆体和套置于杆体外围的筒体，所述筒体远离杆体的一端设置有应变片，所述应变片经出口端连接的信号线与数据传输器的信号输入端连接；所述筒体的两个端部固定在地桩上；在所述筒体两端的正下方位置均打有地桩，所述筒体靠近杆体的一端设置有螺栓，筒体经螺栓固定在地桩上，所述筒体远离杆体的一端设置有卡丝，筒体经卡丝固定在地桩上，在所述筒体的尾部还设有底盘，所述底盘的宽度大于所述筒体宽度，所述底盘垂直向下与所述地桩紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的一种岩层运动在线监测装置的监测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
根据岩心柱状图及采矿地质条件选取测量点，并在测量点打取钻孔的步骤；
利用锚固剂将带有编号的膨胀圈通过钢丝绳自下而上固定在相应岩层上的步骤；
将钢丝绳连接至杆体的端部，并完成对可伸缩油压器的固定步骤；
应变片通过信号线连接至相对应的各个信号输入端的步骤；
信号输出端经信号线连接至单片机，单片机连接至计算机，将应变片进行清零的步骤。

一种岩层运动在线监测装置及其监测方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于煤矿、金属矿山监测设备领域，具体涉及一种对矿产资源开挖后其上覆各个岩层运动下沉进行监测的在线监测装置。\n背景技术\n[0002] 资源的回采引起上覆岩层向下运动，并造成地表下沉，研究矿产资源开挖过程中其上覆岩层下沉规律对今后其它相似条件下资源的回采具有重要的意义。\n[0003] 现有技术中主要利用GPS-RTK联合水准仪测量和地表沉陷预计软件计算获得地表下沉、变形值，但是这些方法无法得知岩层每时每刻的运动情况，如下沉速度、下沉时间、断裂时间等。因此，研究一种岩层运动在线监测装置可为现场资源的回采提供正确的理论指导。\n发明内容\n[0004] 为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种岩层运动在线监测装置，该监测装置通过数据采集、数据成图实现对各个岩层下沉的实时监测。\n[0005] 本发明的任务之一是提供一种岩层运动在线监测装置，其技术方案包括：\n[0006] 一种岩层运动在线监测装置，包括主控制器、若干个监测单元和计算机，所述主控制器内设有单片机，所述单片机的一端经信号线与计算机连接，所述单片机的另一端与若干个监测单元连接，每个监测单元包括数据传输器、可伸缩油压器和膨胀圈，膨胀圈经钢丝绳与可伸缩油压器连接，所述数据传输器设有若干个信号输入端和一个信号输出端，每个信号输入端经信号线连接至可伸缩油压器进行数据采集，采集到的数据经信号输出端传输至单片机，所述膨胀圈中部为空，其外圈通过锚固剂固定在钻孔的内壁。\n[0007] 进一步的，上述的可伸缩油压器包括杆体和套置于杆体外围的筒体，筒体远离杆体的一端设置有应变片，应变片经出口端连接的信号线与数据传输器的信号输入端连接；\n筒体的两个端部固定在地桩上。\n[0008] 进一步的，上述的筒体两端的正下方位置均打有地桩，筒体靠近杆体的一端设置有螺栓，筒体经螺栓固定在地桩上，筒体远离杆体的一端设置有卡丝，筒体经卡丝固定在地桩上，在筒体的尾部还设有底盘，底盘的宽度大于所述筒体宽度，底盘垂直向下与所述地桩紧密贴合。\n[0009] 本发明的任务之二是提供上述岩层运动在线监测装置的监测方法，其包括以下步骤：\n[0010] 根据岩心柱状图及采矿地质条件选取测量点，并在测量点打取钻孔的步骤；\n[0011] 利用锚固剂将带有编号的膨胀圈通过钢丝绳自下而上固定在相应岩层上的步骤；\n[0012] 将钢丝绳连接至杆体的端部，并完成对可伸缩油压器的固定步骤；\n[0013] 应变片通过信号线连接至相对应的各个信号输入端的步骤；\n[0014] 信号输出端经信号线连接至单片机，单片机连接至计算机，将应变片进行清零的步骤。\n[0015] 本发明所带来的有益技术效果：\n[0016] 本发明提出了一种岩层运动在线监测装置及其监测方法，首先由监测单元将数据传给数据传输器，然后数据传输器经输出端将数据传至单片机，通过单片机对其编程然后连接至计算机进行数据处理，该监测装置通过数据采集、数据传输、数据处理实现了对各个岩层下沉的实时监测；可伸缩油压器包括杆体和套置在杆体外围的筒体，可以根据岩层下沉而带动杆体的伸长，实现对各个岩层的监测，本发明可以直观表现覆岩运动变形，对岩层控制研究具有一定的指导意义。\n附图说明\n[0017] 下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细的说明：\n[0018] 图1为本发明岩层运动在线监测装置其监测方法的结构示意图；\n[0019] 图2为本发明岩层运动在线监测装置中可伸缩油压器的结构示意图；\n[0020] 图中，1、主控制器，2、数据传输器，21、信号输入端，22、信号输出端，3、可伸缩油压器，31、杆体，32、筒体、33、应变片，34、螺栓，35、卡丝，4、膨胀圈，5、地桩，6、底盘。\n具体实施方式\n[0021] 本发明提出了一种岩层运动在线监测装置及其监测方法，为了使本发明的目的、技术方案以及优点更清楚、明确，以下将结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。\n[0022] 结合图1、图2所示，本发明，一种岩层运动在线监测装置，包括主控制器1、若干个监测单元和计算机（图中未示出），主控制器1内设有单片机，单片机根据事先设置好的程序，对数据进行简单处理，单片机的一端经信号线与计算机连接，另一端与若干个监测单元连接；\n[0023] 其中每个监测单元均包括有：数据传输器2、可伸缩油压器3和膨胀圈4，膨胀圈4经钢丝绳与可伸缩油压器3连接，数据传输器2设有若干个信号输入端21，如图1中示出的1#、\n2#、3#、4#、5#和6#，数据传输器2还包括一个信号输出端22，每个信号输入端21经信号线连接至可伸缩油压器3进行数据采集，采集到的数据经信号输出端传输至单片机，膨胀圈4中部为空，其外圈通过锚固剂固定在钻孔的内壁。\n[0024] 上述可伸缩油压器4包括杆体31和套置于杆体31外围的筒体32，筒体32远离杆体的一端设置有应变片33，应变片33用于采集数据，应变片33经出口端连接的信号线与数据传输器的信号输入端连接，将采集到的数据传给数据传输器2；筒体32的两个端部的正下方位置打有地桩，筒体32靠近杆体的一端设置有螺栓34，筒体32经螺栓34固定在地桩5上，筒体32远离杆体的一端设置有卡丝35，筒体32经卡丝35固定在地桩5上，在筒体的尾部还设有底盘6，底盘6的宽度大于筒体32宽度，底盘6垂直向下与地桩5紧密贴合，防止岩层在下沉过程中可伸缩油压器4整体被拉动。\n[0025] 上述岩层运动在线监测装置的监测方法，其包括以下步骤：\n[0026] 如图1所示，根据岩心柱状图及采矿地质条件在工作面岩层1、岩层2、岩层3、岩层\n4、岩层5、岩层6选取测量点，并在测量点打取钻孔；利用锚固剂将带有编号的膨胀圈通过钢丝绳自下而上固定在相应岩层上，将钢丝绳连接至杆体的端部，此时的杆体处于压缩状态，将可伸缩油压器固定在地桩上，将可伸缩油压器内的应变片通过信号线连接至相对应的各个信号输入端，其中，岩层1对应连1#、岩层2对应连接2#、岩层3对应连接3#...岩层6对应连接6#，信号输出端21经信号线连接至单片机，单片机经信号线连接至计算机，将应变片进行清零，开始进行监测，监测主站汇总的数据在计算机上完成记录、曲线绘制、图像显示、打印等工作。\n[0027] 应当理解的是，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换、简单组合等多种变形，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。