膏体充填液位检测方法研究

李培乾，于庆海，黄炜，金晓燕，王贝仑，鲍时进

（扬州环锐科技有限公司，江苏 扬州 225000）

1 课题背景及意义

随着矿山充填开采技术的逐步推广，充填开采装备的自动化技术创新和研发必不可少。其中，充填工作面液位的实时准确检测，对于充填过程控制和矿山安全绿色开采具有非常重要的作用。本课题的需求是研究一种非侵入式、非接触式和安全的动态膏体液位检测方法。充填过程中，为了避免漏浆，整个隔离板面后采用隔离布隔离防护，如图1 所示。膏体充填工况有几项特殊性：（1）充填后会凝固，侵入式测量方案显然不利于传感器的重复使用；（2）充填之前，充填工作面只有由N 个液压支架隔离板拼接而成的一侧具备安装传感器的条件；（3）为了防止泄露，隔离板外侧隔离有隔离布等，必须考虑如何避免其干扰。

图1 膏体充填工作面隔离示意图

2 膏体充填液位检测装置研究

经过详细调研课题组对方案进行了多次优化，检测装置如图2 所示。上隔离板上预制有传感器安装孔，安装孔充填工作面侧的焊接有法兰，传感器安装板与法兰相连，传感器安装板上设置有钢化玻璃、传感器护罩、视窗和传感器等；钢化玻璃压于安装面板上（安装面板中间区域预留有视窗），安装面板与传感器护罩之间采用螺栓连接，传感器护罩压接于钢化玻璃上（压接中间区域装有密封条）；传感器（面阵雷达，视场角为≥100°，可以扫描充填工作面后的一片扇形区域，可以获取纵深深度和上下高度的坐标数据）装于传感器护罩上，探头位置与钢化玻璃贴合（钢化玻璃前开有视窗，可透射光波和电磁波信号）。……