[实用新型]一种监测煤矿巷道顶板位移的测量装置

说明书

本实用新型公开了一种监测煤矿巷道顶板位移的测量装置，包括顶板，所述顶板上设有锚爪，所述锚爪底部的安装环与钢丝绳的一端固定连接，所述钢丝绳的另一端绕过定滑轮与光纤Bragg光栅位移传感器上的金属杆固定连接，所述光纤Bragg光栅位移传感器包括柱形金属筒、与柱形金属筒相接通的柱形套管、等强度悬臂梁、上传感光栅、下传感光栅以及引出光纤，所述等强度悬臂梁的自由端通过弹簧与柱形套管内的金属杆固定连接，所述光纤Bragg光栅位移传感器通过支架设于煤矿巷道的煤帮上。本实用新型利用光栅位移传感器，实现对煤矿离层的测量，本质具有抗电磁干扰，无源本质安全以及远距离传输的优点。

技术领域

本实用新型属于煤矿监测技术领域，具体涉及一种监测煤矿巷道顶板位移的测量装置。

背景技术

煤矿顶板灾害是矿井地下开采过程中顶板岩石失稳冒落引发的灾害，巷道顶板事故已经成为影响煤矿安全生产的重灾区，对煤矿顶板灾害进行实时监测是非常必要的，是保证煤矿正常生产的必要措施，目前，测量顶板离层的仪器主要采用机械式离层位移计，人工读数，其主要缺陷有：人工读数易产生较大的测量误差，精度不高，易对传感器产生人为的扰动，造成失效，不能实现对巷道围岩压力、应力、位移等状况的预测、预警，无法实现实时自动监测及数据传输。

为此，我们提出一种基于性能优良的反射式无源传感元件光纤光栅测量装置来对煤矿巷道顶板位移进行测量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种监测煤矿巷道顶板位移的测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种监测煤矿巷道顶板位移的测量装置，包括顶板，所述顶板上设有锚爪，所述锚爪底部的安装环与钢丝绳的一端固定连接，所述钢丝绳的另一端绕过定滑轮与光纤Bragg光栅位移传感器上的金属杆固定连接，所述光纤Bragg光栅位移传感器包括柱形金属筒、与柱形金属筒相接通的柱形套管、等强度悬臂梁、上传感光栅、下传感光栅以及引出光纤，所述等强度悬臂梁的自由端通过弹簧与柱形套管内的金属杆固定连接，所述光纤Bragg光栅位移传感器通过支架设于煤矿巷道的煤帮上。

优选的，所述上传感光栅以及下传感光栅分别粘贴于等强度悬臂梁的上下表面并通过引出光纤引出柱形金属筒。

此项设置，顶板发生离层时，金属杆带动弹簧产生相应的位移，并促使等强度悬臂梁上表面受压缩而产生负应变，下表面受拉伸而产生正应变，等强度悬臂梁的上下表面传感光栅波长向反方向移动，其差值的大小就可以测量出顶板离层的位移量。

优选的，所述等强度悬臂梁、上传感光栅以及下传感光栅均封装于柱形金属筒内。

优选的，所述定滑轮的底座与倾斜支杆的底板固定螺接，所述倾斜支杆远离底板的一端固定设于顶板上。

优选的，所述支架包括箍圈以及工字形安装板。

优选的，所述箍圈套设于柱形金属筒的外表面并与工字形安装板固定连接，所述工字形安装板远离箍圈的一端螺接于煤帮上。

本实用新型的技术效果和优点：该监测煤矿巷道顶板位移的测量装置，相对于人工测量，光栅位移传感器本质具有抗电磁干扰，无源本质安全以及远距离传输的优点，锚爪安装于顶板上，锚爪与金属杆之间用钢丝绳相连接，当煤矿巷道顶板发生离层时，离层带动钢丝绳位移，从而金属杆产生相应的位移，弹簧被压缩弹簧自身的压缩作用力集中在等强度悬臂梁的自由端，使粘贴与等强度悬臂梁上的光栅发生波长移位，将位移量转化为光纤的波长变化量，实现对煤矿离层的测量，结构简单，布置方便且测量精准。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的A处放大图；

图3为本实用新型光纤Bragg光栅位移传感器的结构示意图；