[發明專利]一種利用土洞氣體監測預警巖溶塌陷的裝置及工作方法

在審

• 申請號: 202011235530.6
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112309088A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 蒙彥;鄭小戰;周心經;馮濤;黃勝平;雷明堂;李卓駿;蔣小珍;賈龍;戴建玲;殷仁朝
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院巖溶地質研究所
• 主分類號: G08B21/18
• 分類號: G08B21/18;G08B25/10;G01N33/00;G01N1/22
• 代理公司: 成都中弘信知識產權代理有限公司 51309
• 代理人: 張芳

1.一種利用土洞氣體監測預警巖溶塌陷的裝置，其特征在于：包括氣體定時釋放組件、氣體采集組件、土洞坍塌預警組件；所述氣體定時釋放組件包括氣體注入設備、輸氣管、定時釋放開關；氣體注入設備設置在地表外側，氣體注入設備與輸氣管的一端相連通，輸氣管的另一端與設置在土洞內部的定時釋放開關相連通；所述氣體采集組件有若干組且若干組氣體采集組件均勻設置在土洞上方；所述氣體采集組件包括氣體傳感器、導氣管、氣體采集儀；所述氣體傳感器設置在土洞的極限平衡拱界線位置，氣體傳感器與導氣管的一端相連通，導氣管的另一端與設置在地表外側的氣體采集儀相連通；所述土洞坍塌預警組件設置在地表外側，土洞坍塌預警組件包括用于將氣體數據轉換為土洞坍塌預警數值的預警值轉換模塊、用于進行信號傳輸的無線傳輸模塊、用于將預警信息發送至電子設備終端的預警信息發布模塊，預警值轉換模塊的信號輸入端與氣體采集儀的信號輸出端線路連接，預警值轉換模塊的信號輸出端通過無線傳輸模塊與預警信息發布模塊的信號輸入端相連接，預警信息發布模塊的信號輸出端與電子設備終端無線連接。

2.如權利要求1所述的利用土洞氣體監測預警巖溶塌陷的裝置，其特征在于：所述輸氣管伸入土洞中的路徑以及導氣管伸出土洞中的路徑均進行注漿封堵以避免出現氣體外漏。

3.如權利要求2所述的利用土洞氣體監測預警巖溶塌陷的裝置，其特征在于：所述土洞的極限平衡拱界線采用普氏自然平衡拱理論進行計算。

4.如權利要求3所述的利用土洞氣體監測預警巖溶塌陷的裝置，其特征在于：所述氣體采集組件有五組，五組中的氣體傳感器分別設置在土洞的極限平衡拱界線位置，其中一個設置在極限平衡拱界線的頂端位置，其余四個分別等間距設置在極限平衡拱界線的兩側位置。

5.一種如權利要求4所述的利用土洞氣體監測預警巖溶塌陷的裝置的工作方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、氣體注入設備對輸氣管進行供氣操作，輸氣管將氣體輸入到定時釋放開關位置；

S2、定時釋放開關根據人們的控制進行釋放氣體操作；

S3、氣體從土洞頂端的間隙內向上移動，從而被設置在土洞極限平衡拱界線位置的氣體傳感器檢測到，然后通過導氣管進入到氣體采集儀中；

S4、氣體采集儀對從導氣管進來的氣體進行分析，得到氣體數據并傳輸給預警值轉換模塊；

S5、預警值轉換模塊將氣體數據轉換為土洞坍塌預警數值，并通過無線傳輸模塊傳輸到預警信息發布模塊；

S6、預警信息發布模塊收到土洞坍塌預警數值后，把預警信息發送至電子設備終端，實現預警信息的發布。