[發(fā)明專利]一種智能電子敲幫問頂便攜式儀器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410755400.3
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN105738471B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐潤秋;儲(chǔ)洪河;章俊;吳超凡;李雪峰;胡斌;王奇;韓旭
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽惠洲地質(zhì)安全研究院股份有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 奚華保

本發(fā)明公開了一種智能電子敲幫問頂便攜式儀器，是為了解決現(xiàn)有技術(shù)對礦井作業(yè)面、巷道側(cè)壁的片幫、冒頂事故預(yù)報(bào)精度有限，且具有一定的滯后性，不能進(jìn)行及時(shí)預(yù)判的問題，該儀包括撐桿、電磁激振器、傳感器、固定架及主機(jī)；所述固定架固定在撐桿的前端；所述電磁激振器和傳感器并排固定安裝在固定架上，并通過航插和線纜與主機(jī)電連接，或與主機(jī)采用無線通訊。本發(fā)明改變了目前對頂板、側(cè)幫探測的方法，能最大限度的靠近目標(biāo)體，省時(shí)省力；電磁激振器可與敲擊面較好地耦合，能使接收到的信號更精準(zhǔn)可靠；改變了傳統(tǒng)彈性波檢測儀器的激發(fā)接收等操作模式，設(shè)計(jì)小巧，不用放炮或錘擊，工作人員能根據(jù)探測需求抱著主機(jī)及時(shí)跟蹤測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地球物理勘探儀器領(lǐng)域，特別涉及一種電子敲幫問頂儀，其用于預(yù)測預(yù)報(bào)礦井作業(yè)面、巷道側(cè)壁因礦山壓力作用變形而發(fā)生片幫、冒頂事故的發(fā)生。

背景技術(shù)

礦井作業(yè)面、巷道側(cè)壁在礦山壓力作用下變形，破壞而脫落的現(xiàn)象稱為片幫，頂部垮落稱為冒頂，二者常同時(shí)發(fā)生。由于某些礦區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，以及采礦不科學(xué)、不合理的操作等原因促使冒頂片幫事故頻發(fā)，冒頂片幫約占采礦作業(yè)事故的40%以上。目前，對片幫冒頂?shù)念A(yù)測預(yù)報(bào)通常由礦工進(jìn)行“敲幫問頂”作業(yè)（如查看頂板下沉?xí)r是否并伴有響聲、裂縫、片幫、掉渣、支架折斷等現(xiàn)象），這種方法受主觀因素影響大，且人為誤判易造成不必要的事故發(fā)生。另外，敲幫問頂方法還包括木楔法（在頂板裂隙中釘入一塊小木楔，如果頂板變形、裂隙增大，小木楔會(huì)自動(dòng)落下或松動(dòng)，說明頂板有冒落危險(xiǎn)）、標(biāo)記法（將黃泥、油漆、水泥砂漿抹在頂板裂隙上，觀察其變化，也能反映出頂板變形情況）、信號柱法（在采場每隔7～10m用蘭根毛竹(或木柱)支撐在頂?shù)装逯g，如果發(fā)現(xiàn)毛竹(或木柱)壓裂，發(fā)出響聲，說明頂板下沉有冒落危險(xiǎn)），但此類方法為傳統(tǒng)手段，預(yù)報(bào)精度有限，且具有一定的滯后性，不能進(jìn)行超前預(yù)判。頂板離層監(jiān)測儀是現(xiàn)代礦井常用的方法，采用分布式布點(diǎn)，通過鉆孔內(nèi)機(jī)械式多點(diǎn)位移計(jì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測鉆孔巖層位移量，進(jìn)行人工測量或電子測量，由于需要布點(diǎn)、打孔、預(yù)埋位移計(jì)、監(jiān)測等流程，具有盲區(qū)大、成本高，沒有及時(shí)性和便攜性功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種能減少人為干擾，并能利用一種簡便可行的電子激震、接收彈性波方式來預(yù)測預(yù)報(bào)巷道冒頂和片幫事故的發(fā)生。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種智能電子敲幫問頂便攜式儀器，包括撐桿、電磁激振器、傳感器、固定架及主機(jī)；所述固定架固定在撐桿的前端；所述電磁激振器和傳感器并排固定安裝在固定架上，并通過航插和線纜與主機(jī)電連接，或與主機(jī)采用無線通訊。

進(jìn)一步，所述固定架和撐桿采用非金屬材質(zhì)制作，其中撐桿中部設(shè)伸縮扣。

進(jìn)一步，所述電磁激振器兩側(cè)設(shè)有泡棉。

進(jìn)一步，所述傳感器安裝有兩個(gè)，可采用速度傳感器、加速度傳感器或MEMS傳感器，其后部分別安裝在彈簧上，經(jīng)彈簧固定于固定架。

本發(fā)明的工作原理：利用彈性波的傳播特性與巷幫、頂板巖性節(jié)理發(fā)育情況、離層空間大小、受力破碎程度有較好的相關(guān)性，故可通過主動(dòng)激發(fā)彈性波，獲取巷幫、頂板激震點(diǎn)彈性波的波形、頻率、振幅響應(yīng)特征，進(jìn)行快速無損檢測，從而快速、高效評價(jià)巷幫、頂板穩(wěn)定性，完成“敲幫問頂”作業(yè)。

本發(fā)明的有益效果：第一，撐桿的設(shè)計(jì)，改變了傳統(tǒng)對頂板、側(cè)幫探測的難度，能最大限度的讓本發(fā)明靠近目標(biāo)體，省時(shí)省力；第二，在電磁激振器兩邊安放有泡棉及在傳感器上安裝有彈簧，能讓本發(fā)明更好的與敲擊面進(jìn)行耦合，能使接收到的信號更精準(zhǔn)可靠；第三，改變了傳統(tǒng)彈性波儀器的操作模式（自動(dòng)激發(fā)接收），本發(fā)明設(shè)計(jì)小巧，不用放炮或錘擊，工作人員能根據(jù)探測需求抱著主機(jī)及時(shí)跟蹤測量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明撐桿示意圖。