[發(fā)明專利]煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預警一體化巡檢設備及巡檢方法

在審

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• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110763284A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設計）人: 王振宇
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01D11/00;E21F17/18
• 代理公司: 51224 成都頂峰專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 何祖斌

1.煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預警一體化巡檢設備，其特征在于：包括安裝于采空區(qū)密閉墻外壁的數(shù)據(jù)采集盒(1)，數(shù)據(jù)采集盒(1)內安裝有數(shù)據(jù)采集分析裝置(2)，數(shù)據(jù)采集分析裝置(2)電連接有攝像頭(31)，數(shù)據(jù)采集盒(1)上連接有安裝管(3)，安裝管(3)的另一端伸進采空區(qū)密閉墻內側，攝像頭(31)安裝于安裝管(3)遠離數(shù)據(jù)采集盒(1)的一端，攝像頭(31)的鏡頭伸進采空區(qū)密閉墻內側，安裝管(3)上還安裝有光源(32)；采空區(qū)內壁上安裝有若干光杠桿機構(4)，光杠桿機構(4)的輸出端連接有用于將光源(32)的光線反射到攝像頭(31)的反光鏡(5)。

2.根據(jù)權利要求1所述的煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預警一體化巡檢設備，其特征在于：所述光杠桿機構(4)包括分別鉸接于采空區(qū)內壁不同位置的第一杠桿(41)和第二杠桿(42)，第二杠桿(42)上固定有第一錐齒輪(43)，第一錐齒輪(43)可轉動連接有轉動軸(44)，第一杠桿(41)與轉動軸(44)固定，第一錐齒輪(43)上嚙合有第二錐齒輪(45)，第二錐齒輪(45)上固定有固定軸(46)，反光鏡(5)固定于固定軸(46)的另一端，采空區(qū)的內壁上固定有支架(47)，固定軸(46)與支架(47)可轉動連接。

3.根據(jù)權利要求1所述的煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預警一體化巡檢設備，其特征在于：所述安裝管(3)伸進采空區(qū)內部的一端還安裝有溫度傳感器(33)和熱成像攝像頭(34)，溫度傳感器(33)和熱成像攝像頭(34)均與數(shù)據(jù)采集分析裝置(2)電連接。

4.根據(jù)權利要求1所述的煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預警一體化巡檢設備，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集盒(1)內還安裝有氣體采集分析裝置(6)，氣體分析裝置與數(shù)據(jù)采集分析裝置(2)電連接。

5.根據(jù)權利要求4所述的煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預警一體化巡檢設備，其特征在于：所述氣體采集裝置包括密閉氣體分析盒(61)，密閉氣體分析盒(61)上分別連接有采氣管(62)和排氣管(63)，采氣管(62)和排氣管(63)的另一端均從安裝管(3)伸出，排氣管(63)內安裝有氣泵(64)，密閉氣體分析盒(61)上安裝有若干氣體傳感器(65)，若干氣體傳感器(65)均與數(shù)據(jù)采集分析裝置(2)電連接。

6.根據(jù)權利要求5所述的煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預警一體化巡檢設備，其特征在于：所述采氣管(62)和排氣管(63)內均安裝有單向閥(66)。

7.根據(jù)權利要求1所述的煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預警一體化巡檢設備，其特征在于：還包括安裝于采空區(qū)以外的軌道上的巡檢機器人(7)，巡檢機器人(7)上安裝有數(shù)據(jù)傳輸天線(71)；所述數(shù)據(jù)采集盒(1)內安裝有通信裝置(11)，通信裝置(11)與數(shù)據(jù)采集分析裝置(2)電連接，通信裝置(11)與數(shù)據(jù)傳輸天線(71)通信連接。

8.煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預警一體化巡檢方法，其特征在于，包括如下步驟：

采空區(qū)內巷道墻體變形監(jiān)測：在巷道的壁面上安裝若干光杠桿機構(4)，由光源(32)發(fā)出的光經(jīng)光杠桿機構(4)上的反光鏡(5)反射，由攝像頭(31)捕捉生成的光學影像；將圖像上的反光區(qū)域坐標化處理，檢測時通過對圖像進行對比分析，得巷道的位移偏量。

采空區(qū)內溫度監(jiān)測：使用溫度傳感器(33)和熱成像攝像頭(34)對采空區(qū)內空氣溫度進行檢測，數(shù)據(jù)采集分析裝置(2)可根據(jù)環(huán)境溫度信號的采集繪制出空氣溫度變化圖像。

采空區(qū)內氣體成分及濃度監(jiān)控：對采空區(qū)內氣體進行采集，若干氣體傳感器(65)對氣體的成分和濃度進行探測，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集分析裝置(2)。

9.根據(jù)權利要求8所述的煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預警一體化巡檢方法，其特征在于：還包括以下步驟：

將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖矙z機器人(7)：采空區(qū)外的巡檢機器人(7)通過通信連接，獲取采集的采空區(qū)內巷道墻體變形數(shù)據(jù)、采空區(qū)內溫度數(shù)據(jù)、采空區(qū)內氣體成分及濃度數(shù)據(jù)。

10.根據(jù)權利要求8或9所述的煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預警一體化巡檢方法，其特征在于：還包括以下步驟：

通過數(shù)據(jù)采集分析裝置(2)對采空區(qū)內巷道墻體變形數(shù)據(jù)、采空區(qū)內溫度數(shù)據(jù)、采空區(qū)內氣體成分及濃度數(shù)據(jù)設置臨界值，當超過臨界值時，數(shù)據(jù)采集分析裝置(2)觸發(fā)報警器。