[发明专利]一种位移监测装置及其用于三维相似模拟材料模拟试验的使用方法

权利要求书

1.一种位移监测装置，其特征在于，包括储液箱、高压胶管、多通、微压力传感装置、采集仪和计算机；

所述储液箱的顶部两侧分别设置有一透气孔和一注液口；

所述储液箱的底部出液口的标高高于所述用于盛放相似模拟材料的框架结构部分的顶部，并通过管道与所述多通的进液口连接；

所述微压力传感装置数量为若干，每个微压力传感装置的进液管口分别通过相应的高压胶管连接在所述多通的不同出液口上；

所述微压力传感装置包括壳体，所述壳体内部左右两侧分别为压力变送器和储液腔；

所述储液腔与所述进液管口贯通；

所述储液腔靠近压力变送器的一侧的内壁上安装有一微压力传感器，所述储液腔的另一侧上方壁面上设置有一放气孔；

所述放气孔内拧入一封堵用螺栓；

所述微压力传感器与所述压力变送器通讯连接，所述压力变送器通过所述数据线与所述采集仪通讯连接；

所述采集仪具有以太网接口，用于通过网线与所述计算机通讯连接。

2.根据权利要求1所述的位移监测装置，所述储液腔内的液体为水、盐水或者水银。

3.根据权利要求1所述的位移监测装置，所述高压胶管的额定耐压值为4MPa以上。

4.根据权利要求1所述的位移监测装置，所述微压力传感装置的壳体材质为不锈钢304或工具钢。

5.一种如权利要求1所述的位移监测装置用于三维相似模拟材料模拟试验的使用方法，其特征在于，所述位移监测装置与用于盛放相似模拟材料的框架结构部分配套使用；

所述用于盛放相似模拟材料的框架结构部分整体呈无上盖的箱体结构，包括矩形底座、分别竖直固定连接在底座四个顶角位置处的四根立柱和可拆卸连接的活动挡板；

所述箱体结构内部的相似模拟材料为层状结构，在竖直方向上依次分为若干层；

所述立柱为顶角朝外的角钢，所述角钢的两外侧面上均匀开设有若干螺孔；

所述活动挡板数量为若干，每一活动挡板的两端均分别开设有若干通透孔，并通过螺栓固定连接在所述角钢的两外侧面上的不同层高位置；

每一活动挡板的侧面上都均匀开设有若干数量的条状缺口；

所述位移监测装置中的微压力传感装置均匀埋设在各不同层的相似模拟材料内部，各数据线、各高压胶管分别从活动挡板的侧面上的相应的条状缺口中穿出，与设置在所述用于盛放相似模拟材料的框架结构部分的外部的其余部件连接成一体；

所述储液箱的出液口位于所述用于盛放相似模拟材料的框架结构部分顶部的上方；

所述使用方法包括以下步骤：

第一步，依次将各数据线和各高压胶管分别从各活动挡板侧面上的相应的条状缺口中穿出，在活动挡板的两侧依次完成位移监测装置的组装；

将储液箱悬挂至一定高度，以使储液箱的出液口位于用于盛放相似模拟材料的框架结构部分顶部的上方位置；

向储液箱内加入适量的液体，依次用螺丝刀打开各微压力传感装置上的封堵螺栓待储液腔的放气口开始流出液体时，拧紧封堵螺栓；

第二步，自下而上，逐层安装活动挡板，并进行相似模拟材料的铺设，同时将位移监测装置中的各微压力传感装置均匀埋设在相似模拟材料的内部，直至相似模拟材料全部铺设完毕；

第三步，待相似模拟材料固化至其性能指标达到回采所需条件后，将活动挡板全部拆除，并打开采集仪和计算机，利用计算机将各微压力传感装置中的压力传感器的初始值调至0位置；

并根据实验所需检测的参数种类，进行采集仪的参数设置；

第四步，沿煤层的采掘工作面由外至里开挖对相似模拟材料进行回采实验，对回采过程中各测点的位移情况进行实时监测与数据采集，直至试验回采完毕、并等待一定时间后，通过计算机导出所需要的实验数据及图像。

6.根据权利要求5所述的位移监测装置用于三维相似模拟材料模拟试验的使用方法，所述活动挡板上均匀焊接有若干数量的加强筋。

7.根据权利要求5所述的位移监测装置用于三维相似模拟材料模拟试验的使用方法，所述相似模拟材料的层数为五层，自下而上依次为底板、煤层、冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。