用于小煤柱开采巷道顶板的变形监测装置的制作方法

本申请涉及煤矿开采矿压监测，尤其涉及一种用于小煤柱开采巷道顶板的变形监测装置。

背景技术：

1、小煤柱沿空掘巷及回采过程中，受相邻采空区残余支承压力与本工作面采动叠加影响，巷道顶板围岩应力集中程度高，变形剧烈。相较于常规巷道，小煤柱巷道顶板具有浅部岩层破碎严重、深部岩层结构复杂的特点，且受两侧采空区应力叠加影响显著，对顶板离层监测的基准可靠性和数据精度提出了更高要求。顶板离层是导致小煤柱巷道失稳破坏的关键因素，精准监测浅层锚固区与深层稳定岩层之间的相对位移，对于评价小煤柱稳定性及制定合理支护对策具有重要意义。

2、现有顶板变形监测装置多采用单点锚固方式，深层基准点与浅层测点之间缺乏可靠的锚固联动机制。当巷道受采动影响发生变形时，深层锚固点易发生松动或位移，导致深层基准不稳固、浅层测点随动不精确，最终使得测得的离层量无法准确反映顶板的真实变形状态。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请旨在提供一种用于小煤柱开采巷道顶板的变形监测装置，以解决小煤柱巷道顶板在采动影响下因浅部岩层破碎、深部岩层结构复杂而导致的锚固基准不稳固、监测数据易失真的技术问题。

2、本申请提供了一种用于小煤柱开采巷道顶板的变形监测装置，包括测杆组件、深层锚固组件、浅层锚固组件、测距传感器和驱动组件，测杆组件用于嵌设于监测通道内，监测通道自浅层锚固区延伸至深层锚固区。深层锚固组件设置于测杆组件的一端，深层锚固组件用于锚固于深层锚固区。浅层锚固组件设置于测杆组件的另一端，浅层锚固组件用于锚固于浅层锚固区。测距传感器设置于测杆组件上，测距传感器用于检测所述深层锚固组件与所述浅层锚固组件之间的相对位移。驱动组件设置于测杆组件内，基于浅层锚固组件朝远离深层锚固组件的方向移动时，驱动组件能够驱动深层锚固组件沿径向运动。

3、在一些实施方式中，测杆组件包括外管和内管，深层锚固组件设置于外管上。内管沿轴向可相对滑动地设置在外管上，测距传感器设置于内管与外管之间，浅层锚固组件设置于内管上，其中，浅层锚固组件朝远离深层锚固组件移动时，内管相对于外管沿轴向运动。驱动组件包括运动转换机构，运动转换机构与内管连接，其中，内管沿轴向运动时通过运动转换机构带动深层锚固组件的一部分沿径向向外运动。

4、在一些实施方式中，运动转换机构包括第一螺纹杆、联轴器和第二螺纹杆，第一螺纹杆与内管螺纹传动连接。联轴器连接于第一螺纹杆的一端。第二螺纹杆可转动地设置于外管内部，第二螺纹杆通过联轴器与第一螺纹杆连接，第二螺纹杆与深层锚固组件传动连接。其中，内管沿轴向运动时驱动第一螺纹杆、联轴器和第二螺纹杆旋转，以使深层锚固组件的一部分沿径向向外运动。

5、在一些实施方式中，测杆组件还包括螺纹配合件、限位部和导向件，螺纹配合件设置于内管上，螺纹配合件与第一螺纹杆螺纹连接。限位部设置于螺纹配合件背离第一螺纹杆的一侧。导向件设置于外管上，导向件与限位部滑动配合，以引导内管相对于外管沿轴向运动。

6、在一些实施方式中，深层锚固组件包括支撑体、锚固体、滑动体和锁定机构，支撑体设置于测杆组件上。锚固体活动设置于支撑体的外周，用于与监测通道的孔壁抵接。滑动体活动设置于支撑体上，滑动体与锚固体传动配合，用于驱动锚固体沿径向运动。锁定机构设置于支撑体上，锁定机构与驱动组件传动连接，驱动组件能够驱动锁定机构沿径向向外运动，以锁定滑动体相对于支撑体的位置。

7、在一些实施方式中，锁定机构包括第一楔块、第二楔块和锁定件，第一楔块和第二楔块分别设有螺纹连接部，第一楔块与第二楔块的螺纹旋向相反，螺纹连接部与驱动组件螺纹配合。锁定件活动设置于支撑体上，锁定件分别与第一楔块和第二楔块抵接配合。其中，第一楔块和第二楔块沿轴向相向运动时，驱动锁定件沿径向向外运动并抵紧滑动体。

8、在一些实施方式中，锚固体包括锚固块、导向连杆和驱动连杆，锚固块用于与监测通道的孔壁抵接。导向连杆连接于锚固块与支撑体之间。驱动连杆连接于锚固块与滑动体之间，驱动连杆设有弹簧，弹簧用于向锚固块提供径向扩张作用力。其中，滑动体沿轴向运动时通过驱动连杆驱动锚固块沿径向运动。

9、在一些实施方式中，深层锚固组件还包括复位机构，导向连杆设置于支撑体上，复位机构与锚固体传动连接，复位机构能够驱动锚固体沿径向向内运动。

10、在一些实施方式中，复位机构包括动力件、偏心件和传动杆，动力件设置于支撑体上。偏心件设置于动力件的输出端。传动杆的一端连接于偏心件的偏心端，传动杆的另一端连接于锚固体。其中，动力件驱动偏心件转动，以通过传动杆带动锚固体沿径向向内运动。

11、在一些实施方式中，深层锚固组件还包括弹性件，弹性件设置于支撑体与滑动体之间，弹性件能够驱动滑动体沿轴向运动，以通过滑动体驱动锚固体沿径向向外运动。

12、在一些实施方式中，测杆组件还包括触发件，触发件设置于支撑体的端部，触发件具有初始状态和触发状态。在初始状态下，触发件锁定滑动体。在触发状态下，触发件受压解锁，滑动体沿轴向运动以驱动锚固体径向展开。

13、与现有技术相比，本申请的有益效果是：

14、本申请通过深层锚固组件与浅层锚固组件的双重锚固结构，分别在深层稳定岩层和浅层锚固区建立固定基准和随动测点，测距传感器直接检测两者之间的相对位移，实现顶板离层量的精确获取，驱动组件在浅层锚固组件朝远离深层锚固组件的方向移动时驱动深层锚固组件径向扩张，确保离层发生时基准点始终稳固，避免因锚固松动导致的测量误差，针对小煤柱巷道顶板浅部破碎、深部复杂的岩层条件，能够在复杂岩层条件下准确获取顶板离层变形数据，为小煤柱巷道稳定性评价和支护决策提供可靠依据。

15、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

1.一种用于小煤柱开采巷道顶板的变形监测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的变形监测装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的变形监测装置，其特征在于，所述运动转换机构包括：

4.根据权利要求3所述的变形监测装置，其特征在于，所述测杆组件还包括：

5.根据权利要求1至4中任一项所述的变形监测装置，其特征在于，所述深层锚固组件包括：

6.根据权利要求5所述的变形监测装置，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的变形监测装置，其特征在于，所述深层锚固组件还包括：

8.根据权利要求7所述的变形监测装置，其特征在于，所述复位机构包括：

9.根据权利要求5所述的变形监测装置，其特征在于，所述深层锚固组件还包括：

10.根据权利要求5所述的变形监测装置，其特征在于，所述测杆组件还包括：