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

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911184512.7
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110763284A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王振宇
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 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(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 何祖斌

本發(fā)明屬于礦業(yè)安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預(yù)警一體化巡檢設(shè)備及巡檢方法。其技術(shù)方案為：煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預(yù)警一體化巡檢設(shè)備，包括安裝于采空區(qū)密閉墻外壁的數(shù)據(jù)采集盒，數(shù)據(jù)采集盒內(nèi)安裝有數(shù)據(jù)采集分析裝置，數(shù)據(jù)采集分析裝置電連接有攝像頭，安裝管上安裝有光源；采空區(qū)內(nèi)壁上安裝有若干光杠桿機構(gòu)，光杠桿機構(gòu)的輸出端連接有用于將光源的光線反射到攝像頭的反光鏡。本發(fā)明提供了一種能對采空區(qū)內(nèi)部變形情況進行監(jiān)測的煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預(yù)警一體化巡檢設(shè)備及巡檢方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦業(yè)安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預(yù)警一體化巡檢設(shè)備及巡檢方法。

背景技術(shù)

我國煤層賦存地質(zhì)條件復(fù)雜，煤碳開采過程將面冒頂、瓦斯、火災(zāi)、水災(zāi)、粉塵等多種災(zāi)害發(fā)生，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，各類災(zāi)害嚴重制約著礦井的安全高效開采，同時造成大量的人員傷亡和財產(chǎn)損失。現(xiàn)有技術(shù)中，最常用的采礦區(qū)安全監(jiān)測方式是，在密閉采空區(qū)以外的軌道鋪設(shè)巡檢裝置，對煤礦的巷道進行巡檢。

專利申請?zhí)枮镃N201810889050.8的發(fā)明專利公布了一種采空區(qū)煤自燃溫度場實時可視化監(jiān)測裝置、系統(tǒng)及方法，通過監(jiān)測裝置進行數(shù)據(jù)采集，通過信號傳輸線連接至井下的紅外熱成像分析主機，進而通過井下的環(huán)網(wǎng)傳輸至地面監(jiān)控中心，實現(xiàn)采空區(qū)危險區(qū)域的溫度場監(jiān)測。該采空區(qū)煤自燃溫度場實時可視化監(jiān)測裝置、系統(tǒng)及方法摒棄了現(xiàn)有的光纖測溫及束管監(jiān)測的缺點，不再是對有限的點進行監(jiān)測，而是對采空區(qū)內(nèi)的所有的遺煤進行溫度場的全面監(jiān)測，對采空區(qū)內(nèi)危險區(qū)域的溫度場實現(xiàn)一目了然的監(jiān)測，任何一個點出現(xiàn)溫度異常，都能直觀、及時的發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)屬于非接觸式測溫，不需要在采空區(qū)內(nèi)布置測溫，只需要將紅外熱成像儀安裝于采空區(qū)支架，一次性投入，在煤礦領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

該設(shè)備及方法是一個較為完整的煤礦采空區(qū)巡檢方案，但是其及其至于采空區(qū)內(nèi)不能取出，對于設(shè)備的檢查和維修十分不利。而且對采空區(qū)自燃的防治并不需要對采空區(qū)進行全面的檢查，只需要在采空區(qū)密閉墻附近區(qū)域與進行監(jiān)控即可。因為遺煤自燃需要氧氣，氧氣是通過密閉墻縫隙進入的，故氧氣極其稀薄的采空區(qū)深處不具備氧化條件，對其測量并沒有多大實際意義。巖狀的變形會擠壓密閉墻使其變形從而產(chǎn)生空隙，容易引發(fā)采空區(qū)煤炭自燃，上述裝置無法對采空區(qū)內(nèi)密閉墻附近的巖狀變形進行監(jiān)測。

采空區(qū)在形成過程中，會使礦體圍巖內(nèi)部的應(yīng)力重新分布，引起圍巖松散導(dǎo)致采空區(qū)內(nèi)巷道變形，破壞采空區(qū)的密閉設(shè)施，使得漏風(fēng)通道形成進而導(dǎo)致采空區(qū)煤自燃。因此，對采空區(qū)內(nèi)壁變形進行監(jiān)測非常必要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明目的在于提供一種能對采空區(qū)內(nèi)部變形情況進行監(jiān)測的煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預(yù)警一體化巡檢設(shè)備及巡檢方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

煤礦采空區(qū)密閉環(huán)境監(jiān)測預(yù)警一體化巡檢設(shè)備，包括安裝于采空區(qū)密閉墻外壁的數(shù)據(jù)采集盒，數(shù)據(jù)采集盒內(nèi)安裝有數(shù)據(jù)采集分析裝置，數(shù)據(jù)采集分析裝置電連接有攝像頭，數(shù)據(jù)采集盒上連接有安裝管，安裝管的另一端伸進采空區(qū)密閉墻內(nèi)側(cè)，攝像頭安裝于安裝管遠離數(shù)據(jù)采集盒的一端，攝像頭的鏡頭伸進采空區(qū)密閉墻內(nèi)側(cè)，安裝管上還安裝有光源；采空區(qū)內(nèi)壁上安裝有若干光杠桿機構(gòu)，光杠桿機構(gòu)的輸出端連接有用于將光源的光線反射到攝像頭的反光鏡。

優(yōu)選地，所述光杠桿機構(gòu)包括分別鉸接于采空區(qū)內(nèi)壁不同位置的第一杠桿和第二杠桿，第二杠桿上固定有第一錐齒輪，第一錐齒輪可轉(zhuǎn)動連接有轉(zhuǎn)動軸，第一杠桿與轉(zhuǎn)動軸固定，第一錐齒輪上嚙合有第二錐齒輪，第二錐齒輪上固定有固定軸，反光鏡固定于固定軸的另一端，采空區(qū)的內(nèi)壁上固定有支架，固定軸與支架可轉(zhuǎn)動連接。

優(yōu)選地，所述安裝管伸進采空區(qū)內(nèi)部的一端還安裝有溫度傳感器和熱成像攝像頭，溫度傳感器和熱成像攝像頭均與數(shù)據(jù)采集分析裝置電連接。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集盒內(nèi)還安裝有氣體采集分析裝置，氣體分析裝置與數(shù)據(jù)采集分析裝置電連接。