黔東南頂板離層儀_礦用設(shè)備_頂板離層儀型號(hào)

DW系列多點(diǎn)位移計(jì)，頂板離層指示儀，頂板離層觀測(cè)儀，頂板安全監(jiān)測(cè)報(bào)告設(shè)備，礦壓觀測(cè)設(shè)備類： “華納牌”KY-82型頂板動(dòng)態(tài)儀。YSZ-1型液壓支架下縮自記儀，DSB-1頂板下沉速度報(bào)儀。數(shù)顯頂板動(dòng)態(tài)儀，沖擊地壓檢測(cè)儀，煤礦地壓檢測(cè)類設(shè)備。ZDC-6軌道尺，ZDC-9軌道尺，1435軌道尺。測(cè)槍，礦壓觀測(cè)儀器，煤礦巷道圍巖變形、位移、下沉檢測(cè)儀器，煤礦安全設(shè)備，頂板離層儀安裝方法，煤礦支護(hù)設(shè)備。

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ZKBY-1型巷幫離層指示儀技術(shù)特性：

①顯示方式：反光彩色顯示；②測(cè)量點(diǎn)數(shù)：1個(gè)；③工作量程：0-300㎜；④讀數(shù)精度：1㎜；⑤安裝錨孔直徑：27㎜。

智能型頂板離層儀的研制與應(yīng)用

　　摘 　要 : 根據(jù)頂板離層的測(cè)量原理 ， 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際 ， 提出了以霍爾元件為基礎(chǔ)的直線位移傳感器 ， 實(shí)現(xiàn)頂板離層量的非接觸測(cè)量 ， 采用以單片機(jī)為核心的微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信號(hào)的處理、顯示、報(bào)警及傳輸功能 ， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)在地面生產(chǎn)指揮中心對(duì)礦井巷道頂板離層狀態(tài)的實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程監(jiān)控。并對(duì)研制的智能型頂板離層監(jiān)測(cè)儀的應(yīng)用效果進(jìn)行了分析總結(jié)。

　　 : 智能 ; 頂板離層 ; 監(jiān)測(cè)儀 ; 研制

1 頂板離層的概念及研究頂板離層監(jiān)測(cè)儀的現(xiàn)實(shí)意義頂板離層是巷道圍巖變形和破壞的主要形式之一 ， 當(dāng)頂板離層超過一定范圍 ， 即表明頂板處于非穩(wěn)定狀態(tài) ， 如果不及時(shí)采取支護(hù)措施 ， 便會(huì)發(fā)生冒頂?shù)葠盒皂敯迨鹿?。頂板事故不但影響煤礦的正常生產(chǎn) ， 而且會(huì)造員及設(shè)備損壞。據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 我國(guó)煤礦頂板冒落造成的人員事故約占事故總數(shù)的三分之一左右 ， 其它煤礦重大事故如沖擊地壓、巷道變形、煤及瓦斯突出等 ， 都與開采引起的礦山壓力密切相關(guān)。特別是近年來推廣使用煤巷錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)以來 ，頂板離層儀多錢， 由于煤巷錨網(wǎng)支護(hù)頂板的破壞隱蔽性強(qiáng) ， 巷道失穩(wěn)無明顯征兆 ， 其破壞失穩(wěn)具有突發(fā)性 ， 冒落規(guī)模比較大 ， 而突發(fā)性冒頂會(huì)造成極為嚴(yán)重的危害 ， 且目前常用的頂板離層儀是靠人定時(shí)觀察測(cè)量頂板離層狀況 ， 不能實(shí)現(xiàn)不間斷自動(dòng)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸 ， 存在時(shí)間上的空檔。因此對(duì)錨桿支護(hù)巷道進(jìn)行離層實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) ， 并及時(shí)采取相應(yīng)措施 ，阻止頂板失穩(wěn)、避免突發(fā)性破壞的發(fā)生具有重要意義。

2 　智能頂板離層監(jiān)測(cè)儀研制

21 　研制智能頂板監(jiān)測(cè)儀的目的主要是用于自動(dòng)監(jiān)測(cè)煤礦巷道頂板離層量 ， 為巷道的及時(shí)支護(hù)和安全管理提供依據(jù) ， 該儀器既可在井下就地觀測(cè)(通過數(shù)碼顯示和語(yǔ)音提示兩種方式) ， 又可將測(cè)量數(shù)據(jù)通過礦井監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降孛嫔a(chǎn)調(diào)度指揮中心。

212 　智能型頂板離層儀的基本組成本智能型頂板離層儀由錨頭組件、傳感器、顯示報(bào)警裝置、通訊傳輸系統(tǒng)和就地監(jiān)控分站等組成。其中顯示報(bào)警裝置可通過電纜相互連接 ， 組成網(wǎng)絡(luò)。在頂板離層監(jiān)測(cè)過程中 ， 由于在巷道內(nèi)部找不到一個(gè)不動(dòng)的基準(zhǔn)點(diǎn) ， 使得對(duì)頂板離層的測(cè)量沒有參照物 ， 因此 ， 本智能型頂板離層儀采用深基點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測(cè)方法測(cè)量頂板離層量 ， 即本監(jiān)測(cè)儀將基點(diǎn)設(shè)在老頂深處 ， 直接頂與老頂?shù)碾x層 (即不同頂板之間的相對(duì)位移) 通過固聯(lián)于老頂上的錨頭轉(zhuǎn)化為磁棒相對(duì)于直接頂表面的傳感器的位移。

如圖 1 所示。本監(jiān)測(cè)儀安裝于頂板上。頂板上用錨桿鉆打孔 ， 根據(jù)巷道頂板實(shí)際厚度決定孔深 ， 頂板有直接頂和老頂兩層 ， 錨頭固定老頂深部基點(diǎn)孔中 ，電子頂板離層儀， 傳感器安裝于直接頂上 ， 靠有彈性的圓筒 (截面成 C 型) 漲塞于孔中 ， 磁棒通過細(xì)鋼絲繩與錨頭相連接 ， 垂直從傳感器中心孔中穿過 ， 當(dāng)直接頂相對(duì)老頂發(fā)生離層時(shí) ， 裝于老頂中的錨頭相對(duì)固定不動(dòng) ， 而傳感器隨直接頂一起發(fā)生位移 ， 穿于其中的磁棒則相對(duì)敏感元件發(fā)生位移 ， 此時(shí)磁棒上不同位置的磁場(chǎng)感應(yīng)霍爾開關(guān)動(dòng)作 ， 根據(jù)一組霍爾開關(guān)的開關(guān)動(dòng)作組合 ， 可得到磁棒的相對(duì)位置信息 ， 對(duì)該信息的分析、計(jì)算 ，最后由控制顯示電路驅(qū)動(dòng)顯示裝置顯示頂板離層值或通過報(bào)警裝置給出離層超限語(yǔ)音報(bào)警。

21211 　錨頭組件錨頭組件由錨頭、細(xì)鋼絲等組成。錨頭固定在頂板深部基點(diǎn)孔中 ， 其下接柔軟而彈性小的細(xì)鋼絲 ， 磁棒懸于細(xì)鋼絲下 ， 當(dāng)兩頂板巖層發(fā)生相對(duì)分離時(shí) ， 由于老頂相對(duì)來說較穩(wěn)固 ， 錨頭相對(duì)固定不動(dòng) ， 亦即磁棒相對(duì)固定不動(dòng) ，而敏感元件固定于直接頂表面上 ， 離層表現(xiàn)為傳感裝置相對(duì)于磁棒發(fā)生位移 ， 該位移量經(jīng)敏感元件檢測(cè)并由后繼電路轉(zhuǎn)換成電能 ， 顯示和傳輸。

21212 　傳感器傳感器的作用是感應(yīng)頂板離層位移 ， 并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。本監(jiān)測(cè)儀采用霍爾開關(guān)作為敏感元件 ， 實(shí)現(xiàn)頂板離層量的非接觸測(cè)量。本傳感器裝置由四個(gè)霍爾元件組成 ， 其所轉(zhuǎn)換成的離層量編碼信息 ， 經(jīng)過譯碼電路轉(zhuǎn)換后 ， 得到離層量值 ， 該值經(jīng)后接放大器放大后 ， 可驅(qū)動(dòng)顯示報(bào)警裝置輸出離層量數(shù)值 ， 也可由礦井監(jiān)測(cè)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸至地面生產(chǎn)調(diào)度中心 ，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

21213 　顯示報(bào)警裝置顯示報(bào)警裝置是離層量就地輸出設(shè)備 ， 當(dāng)有頭燈光照射時(shí) ， 經(jīng)放大電路放大后的頂板離層信號(hào) ， 驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管以數(shù)字形式顯示離層量。其中的報(bào)警裝置為本安型電子報(bào)警器 ， 可同時(shí)用聲、光、語(yǔ)音報(bào)警 ， 頂板離層報(bào)警根據(jù)各礦實(shí)際預(yù)先設(shè)定 ，頂板離層儀型號(hào)， 當(dāng)測(cè)點(diǎn)的頂板離層量達(dá)到或超過這個(gè)值時(shí) ， 數(shù)字顯示 ， 同時(shí)發(fā)出聲、光、語(yǔ)音報(bào)警。

21214 　通訊傳輸系統(tǒng)包括兩方面內(nèi)容 : 一是各測(cè)點(diǎn)顯示報(bào)警裝置通過電纜連接成網(wǎng) ， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享 ; 二是各測(cè)點(diǎn)經(jīng)放大后的離層量信號(hào) ， 通過礦井監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)傳輸至地面接收機(jī) ， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和記錄。

21215 　就地監(jiān)控分站就地監(jiān)控分站采用煤礦瓦斯監(jiān)控分站 ， 它將各個(gè)測(cè)點(diǎn)頂板離層數(shù)據(jù)通過電纜線傳輸至此 ， 實(shí)現(xiàn)井下就地集中監(jiān)測(cè)。圖 2、圖 3 是研制的智能型頂板離層監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在工作面順槽布置圖。

213 　離層監(jiān)測(cè)儀傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)

21311 　霍爾元件的工作原理

霍爾元件是基于霍爾效應(yīng)制成的。所謂霍爾效應(yīng)就是把一個(gè)磁場(chǎng)加到一個(gè)通有電流的導(dǎo)體上 ， 在該導(dǎo)體的兩側(cè)面就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓 ， 這一效應(yīng)就叫霍爾效應(yīng) ， 即 : 霍爾效應(yīng)是由于通電導(dǎo)體的電荷在磁場(chǎng)的作用下發(fā)生偏移引起的。

21312 　智能型頂板離層監(jiān)測(cè)儀傳感器的結(jié)構(gòu)

智能型頂板離層監(jiān)測(cè)儀是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理而開發(fā)研制的。具體方法 : 使表面貼有磁條的金屬棒懸垂于老頂深部基點(diǎn)不動(dòng) ， 而使半導(dǎo)體傳感元件 (傳感裝置) 固定于直接頂表面 ， 傳感元件由若干個(gè)霍爾開關(guān)組成 ， 將隨直接頂頂板離層產(chǎn)生相對(duì)于基點(diǎn)的位移 ， 我們?cè)诖虐舻妮S向各個(gè)位置貼上不同的磁條組合 ， 其貼法以磁極 N 或 S 向外而不同 ，這樣的一個(gè)磁場(chǎng)組合代表了磁場(chǎng)的某一具體軸向位置 ， 當(dāng)傳感裝置隨直接頂發(fā)生位移時(shí) ， 與某一位移量相對(duì)應(yīng)的磁棒上的一組磁場(chǎng)組合將激勵(lì)霍爾開關(guān)組合動(dòng)作 ， 表現(xiàn)為其中某些元件導(dǎo)通 ， 而一些截止 ， 該狀態(tài)與磁棒上的磁場(chǎng)組合成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系 ， 反映了頂板離層量信息對(duì)其處理后將得到頂板離層量的物理值。

3 　智能頂板離層監(jiān)測(cè)儀現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與效果分析

311 　智能頂板離層監(jiān)測(cè)儀的應(yīng)用

該監(jiān)測(cè)儀應(yīng)用于潞安礦業(yè)集團(tuán)公司王莊煤礦 5208 放水巷。5208 工作面是 52 采區(qū)西面最北一個(gè)工作面 ，黔東南頂板離層儀， 周圍均是未采區(qū) ， 煤層上部的 7# 、8# 含水層的水未能有效排放 ， 掘進(jìn)過程中會(huì)出現(xiàn)淋水及涌水。在 5208 放水巷掘進(jìn)及回采過程中 ， 要求對(duì)頂板離層進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) ， 即每隔 50m 在頂板中部安設(shè)一部離層監(jiān)測(cè)儀 ， 觀察方法是直接讀取離層量顯示數(shù)據(jù)和發(fā)出聲光、語(yǔ)音報(bào)警 ， 也可在井上進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視各測(cè)點(diǎn)的離層量。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn) ， 在 5208 順槽中安裝了 20 臺(tái)智能型頂板離層監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行試驗(yàn)。并采取了以下具體措施 :

1) 單個(gè)測(cè)點(diǎn)的布置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況 ， 在 5208 放水巷頂板中部用直徑 38 ε 鉆桿打孔 ， 孔深 718m ， 在孔中 216m和 718m 處分別固定兩個(gè)錨頭 ， 即在頂板深處設(shè)置兩個(gè)基點(diǎn) ， 每個(gè)錨頭下懸垂磁棒一條 ， 磁棒穿過傳感受器中心孔 ，傳感器通過與其相連的 C 型彈性筒固定在頂板孔口 ， 最后連接傳感器與報(bào)警裝置電纜。安裝布置圖見圖 1 所示。

2) 整條巷道測(cè)點(diǎn)的布置。整條巷道布置監(jiān)測(cè)儀 20 臺(tái) ，間距 50m ， 在布置好各臺(tái)監(jiān)測(cè)儀后 ， 用通訊電纜依次連接各監(jiān)測(cè)儀 ，組成網(wǎng)絡(luò) ， 并將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)與井下就監(jiān)控分站相連。

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