一、活柱缩量监测仪

大多数煤矿已经实现了对工作面液压支架立柱等工作阻力的实时监测，但是对液压支架立柱等的活柱缩量还没有系统的监测。在采煤工作面生产中没有简易和准确的方法测量液压支架立柱等的活柱的缩量。现在生产中应用的一种活柱缩量监测仪是通过在液压支架立柱上安装位移传感器以监测活柱缩量。但是，位移传感器的故障率较高，需要经常维修，增加了设备的维护费用，并且位移传感器还不能区分活柱的主动缩量和被动缩量，因此不能达到预期的实时监测活柱的主动缩量和被动缩量的目标，这也是此种活柱缩量监测仪未能在煤矿广泛应用的主要原因。

本发明提供一种活柱缩量监测仪以实现对活柱的主动缩量和被动缩量的监测。

专利优势：

(1)本发明的活柱缩量监测仪，既可实现对活柱主动缩量的监测，也可实现对活柱被动缩量的监测；

(2)本发明的活柱缩量监测仪，方便了技术人员、调度人员通过信号采集单元采集活柱缩量数据和通过显示单元对活柱缩量进行实时监测；

(3)本发明的活柱缩量监测仪，第一双向流量传感器、第二双向流量传感器、单向流量传感器可以任意布置，提高了监测操作的便捷性，避免了工作面信号电缆布线较多而影响正常生产作业的困扰；

(4)本发明的活柱缩量监测仪，控制单元可以密封于主机壳体内，起到很好的防爆、防尘、防水效果，非常适合高瓦斯矿井的使用。

         二、一种大尺寸长方体煤岩试样长期承载试验监测装置

为尽可能相似的模拟矿井之下的条带煤柱，煤岩试样在长期承载过程中需要在相对的两面施加侧限约束，监测具有侧限约束的大尺寸长方体煤岩试样在整个长期承载过程中各自由面不同点的横向变形以及各非自由面不同点的应力变化，并监测大尺寸长方体煤岩试件局部破坏后但整体尚未失稳前各非自由面不同点的承载能力、应力大小及其变化情况，以及各自由面不同点的变形特征。

随着人们对条带煤柱稳定性的深入研究，对该试验中监测数据量和监测精度的要求越来越高，也就对大尺寸长方体煤岩长期承载试验的监测方法和设备提出了更高的要求。然而，目前尚无切实可行的监测技术与完善的监测系统辅助完成该试验。

本发明提供了一种大尺寸长方体煤岩试样长期承载试验监测装置。

专利优势：

本发明设计了由上压板、底板、侧限约束板组成的大致呈六面体形状的空间用于待测煤岩试样的监测，在所述上压板、底板、侧限约束板内侧面分别设置应力传感器，在整个装置的前后两侧面对称设置位移传感器，准确测出长期承载下大尺寸长方体煤岩试样各非自由面的不同点的应力变化和各自由面不同点的横向变形情况，进而分析大尺寸长方体煤岩试样长期承载过程中的力学特征和破坏形态，探究条带煤柱失稳机理，试验效果好，结构简单，拆装方便，占空小，成本低，具有广泛的实用性。

三、一种位移监测装置及其用于三维相似模拟材料模拟试验的使用方法

覆岩运动规律是采矿工程的重要研究内容，但因其研究对象相对隐蔽给研究带来了诸多不便。相似模拟是在实验室内按相似原理制作与原型相似的模型，借助测试仪表观测模型内力学参数及其分布规律，利用在模型上的研究结果，借以推断原型中可能发生的力学现象以及岩体压力分布规律。

采用相似材料模拟的方法,在研究开采沉陷引起的覆岩运动及其地表移动规律时,可以直观的表达出在工作面推进过程中，所引起的覆岩及其地表的液平位移、下沉量及其移动规律，为我们研究上覆岩层运动规律提供了方便。但现有技术中，对于三维相似模拟试验而言，要想监测覆岩内任意点的位移变化过程仍难以实现。

本发明提供一种可同时监测到覆岩的上升和下降运动规律的的位移监测装置。

专利优势：

(1)结构简单、合理、实验结果真实准确、系统误差小.

(2)本发明的三维相似模拟材料模拟试验位移测量装置具有自动读数，并进行覆岩运动过程的全记录功能；其数据的采集、传输与处理均同步进行，实现了对因回采过程中所引起的覆岩运动全方位的监测，较好地解决了现有技术中所存在的“突变点”监测不到的技术问题.

(3)本发明的三维相似模拟材料模拟试验位移测量装置，其实验操作简单、不仅可以监测到覆岩下沉，还可以监测到覆岩抬升。

四、一种注浆扩散三维监测系统及监测方法

注浆加固是提高岩体稳定性，保证工程安全的重要技术措施；注浆堵水是目前处理岩土工程中突涌水问题的主要技术。但是，由于目前注浆技术发展仍不完善，导致注浆效果得不到保障，最为突出的问题是：由于岩土体中存在大量无法直接观察的贯通裂隙，注浆过程中浆液如何扩散、扩散到什么范围等信息无法获取，导致注浆策略的制定非常被动。比如在裂隙发育严重的围岩中注浆时，经常遇到浆液压力从开始到结束一直保持在很低的水平，浆液仅沿优势通道扩散的情况，甚至有时浆液仅沿一个方向扩展至注浆孔外10m～20m以外而注浆孔周边其它方向围岩裂隙没有任何浆液填充的情况。在此条件下，虽然注浆量很大，但是对围岩裂隙的整体填充率却很低，无法在围岩中形成连续的充填加固区域，不能达到预期加固效果，而且还浪费了材料。因此，注浆过程中浆液扩散模式、扩散参数的监测对于注浆加固机理研究、技术发展、方案优化具有重要价值。但是目前尚没有相应的设备和技术能够有效、定量、实时的监测到浆液的三维扩散信息。

本发明公开了一种注浆扩散三维监测系统及监测方法，能够在注浆过程中准确、定量、实时获取浆液的三维扩散信息。

专利优势：

本发明采用了隔段式传感器，可以可将浆液感应元件分隔在一个个相互独立的感应单元内，以此保证每个感应单元中的感应元件，能且只能感应到从与自身所在感应单元联通的裂隙传导过来的浆液，从而实现浆液扩散信息孔深方向的定位；同时在注浆孔周围布置多个隔段式传感器，实现浆液感应元件的三维空间布控。基于此，可在注浆过程中实时监测浆液在三维空间的扩散情况，为注浆机理研究、技术改进、方案优化等提供重要参考。同时，本发明专利隔段式传感器可大可小，可长可短，可根据现场需要任意调节其尺寸，具有广泛的适用性。

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