權(quán)利要求

1.礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：包含殼體（3）和檢測(cè)桿（4），所述殼體（3）上設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)夾持所述檢測(cè)桿（4），所述夾持機(jī)構(gòu)連接光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)；所述夾持機(jī)構(gòu)包含夾塊（5）和彈簧（6），所述殼體（3）為環(huán)形結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)側(cè)壁上開(kāi)有容納槽（16），所述容納槽（16）內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置孔板（7），孔板（7）通過(guò)彈簧（6）與夾塊（5）連接，所述夾塊（5）夾緊所述檢測(cè)桿（4）；所述光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)包含孔板（7）、孔道（17）、光源（8）和第二光傳感器（15），所述殼體（3）上設(shè)有軸向貫通的孔道（17），孔道（17）穿過(guò)容納槽（16）并與容納槽（16）連通，所述孔道（17）軸線與所述檢測(cè)桿（4）軸線相平行；所述孔板（7）上有過(guò)光孔（701），所述過(guò)光孔（701）與孔道（17）位置相對(duì)應(yīng)、尺寸相匹配；所述光源（8）和第二光傳感器（15）分別位于孔道（17）的兩端口處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)包含第一分束器（9），所述光源（8）連接所述第一分束器（9）的進(jìn)口，第一分束器（9）出口、第二光傳感器（15）與孔道（17）共軸。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)還包含第二分束器（12）和第一光傳感器（14），所述第二分束器（12）位于所述光源（8）和所述第二光傳感器（15）之間，且所述第二分束器（12）與孔道（17）共軸，所述第二分束器（12）的一個(gè)光出口與第二光傳感器（15）位置相對(duì)應(yīng)，第二分束器（12）的另一個(gè)光出口繼續(xù)在孔道（17）內(nèi)向前傳播光束； 所述第二分束器（12）能夠?qū)⒐饫w分束，一束繼續(xù)向第二光傳感器（15），另一束可以轉(zhuǎn)向用于檢測(cè)，從而檢測(cè)當(dāng)前光線是否正常。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述第一分束器（9）的光出口和所述孔道（17）之間裝有第一波紋管（10）；所述孔道（17）和所述第二光傳感器（15）之間裝有第二波紋管（11），所述第二分束器（12）的光出口和所述第一光傳感器（14）之間通過(guò)第三波紋管（13）相連。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述第一波紋管（10）、第二波紋管（11）和第三波紋管（13）端部裝有環(huán)板，環(huán)板上有螺栓孔，通過(guò)螺栓完成波紋管的安裝。 6.一種礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：采用權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所限定的變形監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)支護(hù)處于正常狀態(tài)時(shí)，光源（8）射出的光通過(guò)孔道（17）能夠從過(guò)光孔（701）中穿過(guò)，被第二光傳感器（15）接收；當(dāng)支護(hù)發(fā)生形變時(shí)，檢測(cè)桿（4）發(fā)生位移，夾持檢測(cè)桿（4）的夾塊（5）壓迫或拉伸彈簧（6），彈簧（6）帶動(dòng)孔板（7）在容納槽（16）內(nèi)發(fā)生位移，過(guò)光孔（701）與所述孔道（17）之間發(fā)生位移，孔道（17）內(nèi)傳播的光束無(wú)法從過(guò)光孔（701）中穿過(guò)，造成遮擋，第二光傳感器（15）無(wú)法接收，實(shí)現(xiàn)對(duì)支護(hù)變形的監(jiān)測(cè)。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦井支護(hù)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體為一種礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

礦井是形成地下礦山生產(chǎn)系統(tǒng)的井巷、硐室、裝備、地面建筑物和構(gòu)筑物的總稱(chēng)。有時(shí)把礦山地下開(kāi)拓中的斜井、豎井、平硐等也稱(chēng)為礦井。每一個(gè)礦井的生產(chǎn)能力和服務(wù)年限的確定，是礦井自體設(shè)計(jì)中必須解決好的關(guān)鍵問(wèn)題之一。礦井為了防止坍塌，需要在礦井內(nèi)壁添加支護(hù)，以防止坍塌。支護(hù)是為保證地下結(jié)構(gòu)施工安全，對(duì)側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的加固與保護(hù)措施。礦山巷道的支護(hù)主要有木支架、工字鋼支架、U型鋼支架和錨桿支護(hù)。木支架具有重量輕、加工容易、架設(shè)方便、有破壞信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)，但強(qiáng)度低、易破壞、不防火、易腐蝕、風(fēng)阻大。工字鋼支架適用于圍巖比較穩(wěn)定，受動(dòng)壓影響，變形200—500mm的巷道。U型鋼支架，適用于服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)，圍巖不穩(wěn)定，受動(dòng)壓影響大的巷道。錨桿支護(hù)有錨桿支護(hù)梯形巷道，錨桿支護(hù)拱形巷道等類(lèi)型。錨桿支護(hù)理論歸納起來(lái)有3種模式：

①被動(dòng)地懸吊破壞或潛在破壞范圍的煤巖體；

② 在錨固區(qū)內(nèi)形成某種結(jié)構(gòu)( 梁、層、拱、殼等) ；

③ 改善錨固區(qū)圍巖力學(xué)性能與應(yīng)力狀態(tài)，控制圍巖變形與破壞。

但當(dāng)?shù)V井出現(xiàn)應(yīng)力變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，降低支護(hù)的防護(hù)能力，因此需要使用監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。

中國(guó)專(zhuān)利CN201921915116.2公開(kāi)了一種用于礦山開(kāi)采井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置，采用的技術(shù)方案是，包括安裝板和螺栓槽，所述安裝板四角開(kāi)設(shè)有螺栓槽，所述安裝板底端左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)分布有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，并且轉(zhuǎn)動(dòng)軸頂部與安裝板豎直焊接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸內(nèi)側(cè)與支架鉚接，所述支架頂部?jī)?nèi)側(cè)嵌入有距離傳感器，所述安裝板后側(cè)設(shè)置有電源線，所述距離傳感器與電源線電連接；包括夾固裝置，所述夾固裝置頂端與支架螺栓固定，所述夾固裝置包括殼體、固定件、夾具、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、防護(hù)墊和折疊件，所述殼體頂端豎直焊接有固定件，所述殼體底端內(nèi)側(cè)設(shè)置有夾具，所述殼體中部后側(cè)設(shè)置有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述夾具內(nèi)壁粘接有防護(hù)墊，所述夾具頂端與折疊件左右擺動(dòng)，所述殼體頂端通過(guò)固定件與支架螺栓固定；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋桿、輔助架、轉(zhuǎn)盤(pán)、蝸桿和限位套，所述旋桿中部水平貫穿有輔助架，所述旋桿右端與轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述轉(zhuǎn)盤(pán)底部與蝸桿螺紋嚙合，所述蝸桿外徑沿著限位套上下滑動(dòng)，所述限位套底端與殼體粘接，所述輔助架頂端與殼體螺栓固定，所述蝸桿底端右側(cè)與折疊件鉚接。該技術(shù)方案使用過(guò)程中，當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生形變時(shí)，無(wú)法起到輔助支撐作用，且一旦形變過(guò)大會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)電子元器件損壞，而大型的支護(hù)變形甚至礦坑塌陷，都是從小幅度變形開(kāi)始的，如果能夠在出現(xiàn)小幅度變形時(shí)就及時(shí)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，就能夠很大程度上避免大型事故的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置及方法，通過(guò)設(shè)置夾持機(jī)構(gòu)、檢測(cè)桿和光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，在支護(hù)結(jié)構(gòu)正常時(shí)，光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的光線傳播正常，當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)小幅度變形時(shí)，光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的傳播光線將被遮擋，及時(shí)發(fā)現(xiàn)支護(hù)變形和進(jìn)行修復(fù)，能夠很大程度上避免大型事故的發(fā)生，解決已有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明技術(shù)方案是：一種礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置，包含殼體和檢測(cè)桿，所述殼體上設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)夾持所述檢測(cè)桿，所述夾持機(jī)構(gòu)連接光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)；所述夾持機(jī)構(gòu)包含夾塊和彈簧，所述殼體為環(huán)形結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)側(cè)壁上開(kāi)有容納槽，所述容納槽內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置孔板，孔板通過(guò)彈簧與夾塊連接，所述夾塊夾緊所述檢測(cè)桿；所述光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)包含孔板、孔道、光源和第二光傳感器，所述殼體上設(shè)有軸向貫通的孔道，孔道穿過(guò)容納槽并與容納槽連通，所述孔道軸線與所述檢測(cè)桿軸線相平行；所述孔板上有過(guò)光孔，所述過(guò)光孔與孔道位置相對(duì)應(yīng)、尺寸相匹配；所述光源和第二光傳感器分別位于孔道的兩端口處。

所述光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)包含第一分束器，所述光源連接所述第一分束器的進(jìn)口，第一分束器出口、第二光傳感器與孔道共軸。

所述光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)還包含第二分束器和第一光傳感器，所述第二分束器位于所述光源和所述第二光傳感器之間，且所述第二分束器與孔道共軸，所述第二分束器的一個(gè)光出口與第二光傳感器位置相對(duì)應(yīng)，第二分束器的另一個(gè)光出口繼續(xù)在孔道內(nèi)向前傳播光束。所述第二分束器能夠?qū)⒐饫w分束，一束繼續(xù)向第二光傳感器，另一束可以轉(zhuǎn)向用于檢測(cè)，從而檢測(cè)當(dāng)前光線是否正常。

所述第一分束器的光出口和所述孔道之間裝有第一波紋管；所述孔道和所述第二光傳感器之間裝有第二波紋管，所述第二分束器的光出口和所述第一光傳感器之間通過(guò)第三波紋管相連。

礦道施工經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)較大的揚(yáng)塵，而揚(yáng)起的粉塵會(huì)影響光線的傳播，因此加裝了波紋管，用來(lái)保證光線傳播途徑中的潔凈，防止揚(yáng)塵造成的光線折射降低精度。

所述夾持機(jī)構(gòu)和光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)設(shè)置均為多個(gè)，多個(gè)夾持機(jī)構(gòu)從不同徑向夾持檢測(cè)桿。多個(gè)夾持機(jī)構(gòu)和光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，夠細(xì)化監(jiān)測(cè)區(qū)域，使發(fā)生變形時(shí)，能夠通過(guò)光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)快速定位形變區(qū)域，同時(shí)為了防止整個(gè)檢測(cè)桿同步下降，檢測(cè)桿由多段組成，相鄰兩段之間通過(guò)鐵鏈相連接。

一種礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)方法，基于上述礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)支護(hù)處于正常狀態(tài)時(shí)，光源射出的光通過(guò)孔道能夠從過(guò)光孔中穿過(guò)，被第二光傳感器接收；當(dāng)支護(hù)發(fā)生形變時(shí)，檢測(cè)桿發(fā)生位移，夾持檢測(cè)桿的夾塊壓迫或拉伸彈簧，彈簧帶動(dòng)孔板在容納槽內(nèi)發(fā)生位移，過(guò)光孔與所述孔道之間發(fā)生位移，孔道內(nèi)傳播的光束無(wú)法從過(guò)光孔中穿過(guò)，造成遮擋，第二光傳感器無(wú)法接收，實(shí)現(xiàn)對(duì)支護(hù)變形的監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明能夠通過(guò)夾持機(jī)構(gòu)狀態(tài)的改變使光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)支護(hù)變形的監(jiān)測(cè)，同時(shí)檢測(cè)桿能夠在支護(hù)變形時(shí)起到輔助支撐的作用。

當(dāng)支護(hù)處于正常狀態(tài)時(shí)，檢測(cè)桿不受力，夾塊所連彈簧只需支撐檢測(cè)桿的重量，當(dāng)支護(hù)發(fā)生變形時(shí)，檢測(cè)桿受力下移，壓緊或牽引彈簧，造成夾持機(jī)構(gòu)的夾持狀態(tài)發(fā)生變化，此時(shí)，依靠殼體支撐檢測(cè)桿，檢測(cè)桿支撐上方支護(hù)結(jié)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)有多個(gè)，當(dāng)一處發(fā)生變形時(shí)，其它處的結(jié)構(gòu)能夠向上支撐檢測(cè)桿形成輔助支撐，以減少形變。

當(dāng)出現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形時(shí)，為了快速確定形變點(diǎn)，設(shè)置了第二分束器，能夠?qū)⑾蚝髠鞑サ墓饩€分出分支用于檢測(cè)，從而便于快速定位形變點(diǎn)，縮短了定位形變點(diǎn)的時(shí)間，使搶修更加高效。

本發(fā)明的有益效果：通過(guò)設(shè)置夾持機(jī)構(gòu)、檢測(cè)桿和光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，在支護(hù)結(jié)構(gòu)正常時(shí)，光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的光線傳播正常，當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)小幅度變形時(shí)，光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的傳播光線將被遮擋，及時(shí)發(fā)現(xiàn)支護(hù)變形和進(jìn)行修復(fù)，能夠很大程度上避免大型事故的發(fā)生；本發(fā)明反應(yīng)靈敏，且光線可實(shí)現(xiàn)低成本的遠(yuǎn)距離傳播，在長(zhǎng)距離礦坑坑道內(nèi)使用效果更加明顯，同時(shí)檢測(cè)桿能夠在支護(hù)變形時(shí)起到輔助支撐的作用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明A處放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明B處放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明整體布置示意圖；

圖6為本發(fā)明C處放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明D處放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明a-a剖視示意圖。

圖中：1、支護(hù)主架；2、支護(hù)連接架；3、殼體；4、檢測(cè)桿；5、夾塊；6、彈簧；7、孔板；701、過(guò)光孔；8、光源；9、第一分束器；10、第一波紋管；11、第二波紋管；12、第二分束器；13、第三波紋管；14、第一光傳感器；15、第二光傳感器；容納槽16；孔道17。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

一種礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置，包含殼體3和檢測(cè)桿4，所述殼體3上設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)夾持所述檢測(cè)桿4，所述夾持機(jī)構(gòu)連接光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)；所述夾持機(jī)構(gòu)包含夾塊5和彈簧6，所述殼體3為環(huán)形結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)側(cè)壁上開(kāi)有容納槽16，所述容納槽16內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置孔板7，孔板7通過(guò)彈簧6與夾塊5連接，所述夾塊5夾緊所述檢測(cè)桿4；所述光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)包含孔板7、孔道17、光源8和第二光傳感器15，所述殼體3上設(shè)有軸向貫通的孔道17，孔道17穿過(guò)容納槽16并與容納槽16連通，所述孔道17軸線與所述檢測(cè)桿4軸線相平行；所述孔板7上有過(guò)光孔701，所述過(guò)光孔701與孔道17位置相對(duì)應(yīng)、尺寸相匹配；所述光源8和第二光傳感器15分別位于孔道17的兩端口處。

所述光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)包含第一分束器9，所述光源8連接所述第一分束器9的進(jìn)口，第一分束器9出口、第二光傳感器15與孔道17共軸。

所述光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)還包含第二分束器12和第一光傳感器14，所述第二分束器12位于所述光源8和所述第二光傳感器15之間，且所述第二分束器12與孔道17共軸，所述第二分束器12的一個(gè)光出口與第二光傳感器15位置相對(duì)應(yīng)，第二分束器12的另一個(gè)光出口繼續(xù)在孔道17內(nèi)向前傳播光束。所述第二分束器能夠?qū)⒐饫w分束，一束繼續(xù)向第二光傳感器，另一束可以轉(zhuǎn)向用于檢測(cè)，從而檢測(cè)當(dāng)前光線是否正常。

所述第一分束器9的光出口和所述孔道17之間裝有第一波紋管10；所述孔道17和所述第二光傳感器15之間裝有第二波紋管11，所述第二分束器12的光出口和所述第一光傳感器14之間通過(guò)第三波紋管13相連。

所述第一波紋管10、第二波紋管11和第三波紋管13端部裝有環(huán)板，環(huán)板上有螺栓孔，通過(guò)螺栓完成波紋管的安裝。礦道施工經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)較大的揚(yáng)塵，而揚(yáng)起的粉塵會(huì)影響光線的傳播，因此加裝了波紋管，用來(lái)保證光線傳播途徑中的潔凈，防止揚(yáng)塵造成的光線折射降低精度。

所述夾持機(jī)構(gòu)和光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)設(shè)置均為多個(gè)，多個(gè)夾持機(jī)構(gòu)從不同徑向夾持檢測(cè)桿4。多個(gè)夾持機(jī)構(gòu)和光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，夠細(xì)化監(jiān)測(cè)區(qū)域，使發(fā)生變形時(shí)，能夠通過(guò)光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)快速定位形變區(qū)域，同時(shí)為了防止整個(gè)檢測(cè)桿同步下降，檢測(cè)桿由多段組成，相鄰兩段之間通過(guò)鐵鏈相連接。

在實(shí)施例中，設(shè)置三套夾持機(jī)構(gòu)和光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，三個(gè)夾持機(jī)構(gòu)在圓周方向間隔120度夾持檢測(cè)桿4，每個(gè)夾持機(jī)構(gòu)匹配一個(gè)光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)。

一種礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)方法，基于上述礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)支護(hù)處于正常狀態(tài)時(shí)，光源8射出的光通過(guò)孔道17能夠從過(guò)光孔701中穿過(guò)，被第二光傳感器15接收；當(dāng)支護(hù)發(fā)生形變時(shí)，檢測(cè)桿4發(fā)生位移，夾持檢測(cè)桿4的夾塊5壓迫或拉伸彈簧6，彈簧6帶動(dòng)孔板7在容納槽16內(nèi)發(fā)生位移，過(guò)光孔701與所述孔道17之間發(fā)生位移，孔道17內(nèi)傳播的光束無(wú)法從過(guò)光孔701中穿過(guò)，造成遮擋，第二光傳感器15無(wú)法接收，實(shí)現(xiàn)對(duì)支護(hù)變形的監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明能夠通過(guò)夾持機(jī)構(gòu)狀態(tài)的改變使光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)支護(hù)變形的監(jiān)測(cè)，同時(shí)檢測(cè)桿能夠在支護(hù)變形時(shí)起到輔助支撐的作用。

當(dāng)支護(hù)處于正常狀態(tài)時(shí)，檢測(cè)桿不受力，夾塊所連彈簧只需支撐檢測(cè)桿的重量，當(dāng)支護(hù)發(fā)生變形時(shí)，檢測(cè)桿受力下移，壓緊或牽引彈簧，造成夾持機(jī)構(gòu)的夾持狀態(tài)發(fā)生變化，此時(shí)，依靠殼體支撐檢測(cè)桿，檢測(cè)桿支撐上方支護(hù)結(jié)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)有多個(gè)，當(dāng)一處發(fā)生變形時(shí)，其它處的結(jié)構(gòu)能夠向上支撐檢測(cè)桿形成輔助支撐，以減少形變。

當(dāng)出現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形時(shí)，為了快速確定形變點(diǎn)，設(shè)置了第二分束器，能夠?qū)⑾蚝髠鞑サ墓饩€分出分支用于檢測(cè)，從而便于快速定位形變點(diǎn)，縮短了定位形變點(diǎn)的時(shí)間，使搶修更加高效。

如圖1至圖8所示， 礦井下的支護(hù)結(jié)構(gòu)包括支護(hù)主架1和支護(hù)連接架2，其中支護(hù)主架1為拱形結(jié)構(gòu)，且有多個(gè)，支護(hù)連接架2將多個(gè)支護(hù)主架1相連。

為了檢測(cè)支護(hù)主架1和支護(hù)連接架2的形變，在支護(hù)主架1的內(nèi)環(huán)安裝了殼體3，殼體3為環(huán)形殼體，內(nèi)環(huán)面開(kāi)設(shè)了容納槽16。殼體3內(nèi)環(huán)面環(huán)形設(shè)置了三組夾塊5，將檢測(cè)桿4穿過(guò)殼體3內(nèi)環(huán)，通過(guò)夾塊5對(duì)檢測(cè)桿4進(jìn)行夾持，當(dāng)支護(hù)主架1發(fā)生形變時(shí)，檢測(cè)桿4下移，會(huì)使夾塊5發(fā)生位移，因此檢測(cè)夾塊5是否發(fā)生位移即可監(jiān)測(cè)出是否發(fā)生形變。

但礦井面積很大，巷道長(zhǎng)度很長(zhǎng)，若通過(guò)距離傳感器或壓力傳感器檢測(cè)，就需要大量的傳感器，傳感器安裝少了，檢測(cè)效果差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)線性檢測(cè)，傳感器多了，又會(huì)造成成本顯著提升。

因此采用了光學(xué)檢測(cè)的方法，孔板7開(kāi)有過(guò)光孔701，并在孔道17起始位置安裝光源8，終止位置安裝第二光傳感器15.當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)正常時(shí)，光源8發(fā)射的光線從過(guò)光孔701穿過(guò)，射在第二光傳感器15上，若第二光傳感器15能夠檢測(cè)到光源8的光信號(hào)，即說(shuō)明該段支護(hù)結(jié)構(gòu)正常；當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生形變時(shí)，光線無(wú)法再?gòu)倪^(guò)光孔701中穿過(guò)，光線的傳播即被阻斷，第二光傳感器15丟失了光源8的光信號(hào)，即說(shuō)明此段支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常，需要及時(shí)檢查修補(bǔ)。

為了多方向檢測(cè)，在光源8上連接了第一分束器9，將光源8發(fā)出的光分為三束，穿過(guò)殼體3上的三個(gè)孔道。一個(gè)光源匹配三個(gè)光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)。

支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形往往是從某一點(diǎn)開(kāi)始的，因此快速定位形變點(diǎn)是至關(guān)重要的，因此檢測(cè)桿4不能完全采用剛性桿，而其又要能夠?qū)π巫冃纬煽焖偌皶r(shí)的反饋，且要起到輔助支撐的作用，所以檢測(cè)桿4采用多段剛性桿之間軟連接的結(jié)構(gòu)，軟連接采用鐵鏈連接，當(dāng)某處發(fā)生形變時(shí)，使該部分的檢測(cè)桿4下沉，夾塊5位移，光線無(wú)法再?gòu)倪^(guò)光孔701中穿過(guò)，第二光傳感器15丟失光源信號(hào)說(shuō)明出現(xiàn)形變。

為了快速確認(rèn)形變地點(diǎn)，在光的傳播途徑上散布了大量的檢測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)點(diǎn)上裝有第二分束器12，將前端的光分為兩束，一束繼續(xù)向后傳播，另一束轉(zhuǎn)向第一光傳感器14，借助第一光傳感器14能夠減少路徑的篩查量。

對(duì)于沿曲線延伸的支護(hù)結(jié)構(gòu)可通過(guò)設(shè)置反光鏡的方式使光線沿路徑延伸。

由于礦井中容易揚(yáng)塵，若不對(duì)光傳播路徑進(jìn)行防塵保護(hù)，揚(yáng)起的塵會(huì)造成光線折射與反射，降低檢測(cè)精度，因此在裸露的光傳播途徑上加裝了第一波紋管10、第二波紋管11和第三波紋管13，以防止揚(yáng)塵進(jìn)入光路。

所述光源8、第一光傳感器14和第二光傳感器15與控制裝置內(nèi)的微處理器相連。

當(dāng)單個(gè)光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)到形變時(shí)，可快速定位變形點(diǎn)，并發(fā)出提示，當(dāng)多個(gè)光學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)到形變時(shí)對(duì)變形點(diǎn)進(jìn)行分析，如果變形位置位于同一斷面或者相近區(qū)域則進(jìn)行及時(shí)預(yù)警，使監(jiān)測(cè)搶修的更精準(zhǔn)、及時(shí)、可靠。

礦山井下支護(hù)變形監(jiān)測(cè)裝置及方法.pdf