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专利号: 2018114318446
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种连续监测记录巷道表面位移方法,使用的装置包括连接框架(6),连接框架(6)中设有连接杆(6-3),连接杆(6-3)通过连接孔(7-3)设有围绕其旋转的激光测距仪(7),激光测距仪(7)的对角上分别设有数据记录器(7-1)和数据传感元件(7-2),连接杆(6-3)的一侧在连接框架(6)上设有可360°旋转内置电池的非接触式角位移传感器(6-1),连接框架(6)上在非接触式角位移传感器(6-1)旁设有定时器(6-2),连接框架(6)顶部设有弯曲的连接套管(6-4),连接框架(6)在顶部和底部中心处各布置一个空心圆孔(6-5),其特征在于步骤如下:a.巷道掘进过程中,在掘进工作面迎头位置在所需测量巷道表面位移巷段顶板(2)上垂直设置金属锚杆(1),金属锚杆(1)尾端通过连接套管(6-4)与连接框架(6)螺纹连接;

b.非接触式角位移传感器(6-1)控制激光测距仪(7)每隔时间t即在连接杆(6-3)上旋转360°对巷道壁四周进行隔扫测量,激光测距仪(7)起始位置和归位位置位于激光垂直投射巷道顶板(2)处,激光测距仪(7)的激光正好从连接框架(6)顶部的空心圆孔(6-5)射出,在旋转360°过程中,根据需要每扫描5~30°后即自动记录在此角度下的激光测距仪与巷道壁的距离及对应的角度相关数据;

c.采集激光测距仪(7)监测记录的数据;

d.分析激光测距仪(7)的监测记录数据,根据每次激光测距仪(7)在扫描巷道左帮(5)、右帮(3)区间时保存的数据根据角度换算平距;根据每次激光测距仪(7)旋转360°至激光垂直投射顶板(2)、旋转180°至激光垂直投射底板(4)时所记录的数据得出垂距;

e.根据相邻两个时间段内巷道两帮平距数据和巷道顶底板垂距数据监测对比,若出现数值差,则判断当前巷道产生位移并得出位移量。

2.根据权利要求1所述的连续监测记录巷道表面位移方法,其特征在于所述巷道两帮位移量计算方法为:

设激光测距仪(7)第a次和第b次旋转固定角度β扫描到左帮(5)时投射点分别是A点和B点,利用公式:(La-Lb)cosβ计算得到A点到B点的位移量,若(La-Lb)cosβ大于0,则判断当前巷道左帮(5)已发生位移,反之则判断巷道左帮(5)未发生位移,右帮(3)判断方法同上;式中:β为激光测距仪(7)旋转360°过程中投射激光到巷道壁面的固定角度,La为激光测距仪(7)第a次旋转固定角度β扫描到左帮(5)时投射点A点时的斜距,Lb为激光测距仪(7)第b次旋转固定角度β扫描到左帮(5)时投射点B点时的斜距。

3.根据权利要求1所述的连续监测记录巷道表面位移方法,其特征在于所述巷道顶底板位移计算方法为:

设定激光测距仪(7)第k次和第n次旋转180°通过连接框架(6)底部的空心圆孔(6-5)射出扫描垂直底板(4)时投射点分别是K点和N点,利用公式:Lk-Ln计算得到N点到K点的位移量利用公式:若Lk-Ln大于0,则判断底板(4)已发生位移,反之则判断没有位移;式中:Lk为激光测距仪(7)第k次旋转固定角度180°扫描到底板(4)时投射点K点时的垂距,Ln为激光测距仪(7)第n次旋转固定角度180°扫描到底板(4)时投射点N点时的垂距;

顶板(2)位移计算方法与底板(4)位移计算方法相同,通过每次激光测距仪(7)旋转

360°通过连接框架(6)顶部的空心圆孔(6-5)射出扫描垂直顶板(2)时所收集到的垂距对比判断,若出现数值差,则判断当前顶板(2)产生位移并得出位移量。