[發明專利]一種傾斜巷道頂板淋水防護測量裝備及方法

在審

• 申請號: 202011585931.4
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112761725A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 孫光林;陳東亮;王忠輝;翟瑩瑩;張志增;胡江春;賈晨龍;盛俊偉;胡繼青;吳亞麗
• 申請（專利權）人: 中原工學院;中恒工程咨詢有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F17/00;E21F16/00
• 代理公司: 鄭州浩德知識產權代理事務所(普通合伙) 41130
• 代理人: 邊鵬

1.一種傾斜巷道頂板淋水防護測量裝備，其特征在于：包括設置在傾斜巷道下方的集水板、集水板下方和傾斜巷道的底板之間設置的兩組支撐機構、集水板下方的中間開設的流水口、流水口的正下方設置的水箱、臨險報警裝置、監測裝置以及控制裝置，所述的水箱通過立柱固定安裝在傾斜巷道的底板上，所述的集水板的寬度和傾斜巷道的巷寬相等，所述的集水板和傾斜巷道的頂板相平行，所述的水箱內部設置有空心立柱，所述的空心立柱的底部的四邊分別開設有一個進水口，所述的空心立柱的頂部的四邊分別開設有一個通氣孔，所述的空心立柱內部放置有一個不透明的空心塑料立方體塊，所述的不透明的空心塑料立方體塊的四面與空心立柱的相應的內壁緊貼，所述的空心立柱同樣的高度上安裝有激光發射源和光敏二極管，所述的水箱下方設置有出水管，所述的出水管上安裝有控制閥，所述的控制裝置控制控制閥的開關。

2.根據權利要求1所述的一種傾斜巷道頂板淋水防護測量裝備，其特征在于：所述的支撐機構包括三根上部支架、三根下部支架、以及設置在上部支架和下部支架之間的上下部支架結合塊，所述的三根上部支架的下端和三根下部支架的上端通過上下部支架結合塊相連接。

3.根據權利要求1所述的一種傾斜巷道頂板淋水防護測量裝備，其特征在于：所述的空心立柱由透明無色玻璃制成。

4.根據權利要求1所述的一種傾斜巷道頂板淋水防護測量裝備，其特征在于：所述的激光發射源和光敏二極管距離空心立柱頂端的距離為小于空心塑料立方體塊的高度。

5.根據權利要求1所述的一種傾斜巷道頂板淋水防護測量裝備，其特征在于：集水板的左右兩側和下部的外邊緣高度要高于內邊緣。

6.一種利用權利要求1-4任一所述的傾斜巷道頂板淋水防護測量裝備的傾斜巷道頂板淋水防護測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將整條傾斜巷道沿傾斜巷道長度方向分為n個區域，各區域沿傾斜方向長度分別為z₁，……，z_i，……，z_n；

2)在傾斜巷道的每個區域下均設置集水板，集水板的長度分別為Z1，……，Zi，……，Zn，第i個區域下方，集水板的長度為Zi，集水板的寬度和傾斜巷道的巷寬一致，均為L₃；

3)每個集水板的流水口正下方均設置有水箱，以第i區域為例，水箱的高度為H₅，水箱的底部為L₂×L₂的正方形，空心立柱高度為H₁，空心立柱的底部為L₁×L₁的正方形，塑料立方體塊高度為H₂，激光發射源和光敏二極管距離空心立柱頂端距離為H₄，且有H₄＜H₂；

4)以第i區域為例，當水箱內水位較低，空心塑料立方體塊未到達H₃高度時，激光發射源發出的光能夠照射到光敏二極管上，當水箱內水位逐漸上升，空心塑料立方體塊也隨之上升，當空心塑料立方體塊到達H₃高度時，空心塑料立方體塊阻斷了激光發射源照射到光敏二極管上的光，此時，水箱內水位高度為H₃-H₂，以第i區域為例，水箱內水量為：

Q_i＝(H₃-H₂)·L₂·L₂

5)當水箱內的水位大于H₃-H₂時，光敏二極管沒有激光照射，光敏二極管處于關斷狀態，光敏二極管的電路的電位由低電位變為高電位，這一電位變化傳遞給控制裝置，經控制裝置判斷后，水箱排水次數加1，同時控制控制閥打開出水管放水，當水箱內的水位小于H₃-H₂時，光敏二極管受到激光照射，光敏二極管導通狀態，光敏二極管的電路的電位為低電位。經控制器判斷且時間t_d后關閉出水管，時間t_d足以保證水箱內的水得到充分排出；

6)監測裝置記錄每個區域的排水量和時間，以第i區域為例，監測裝置記錄第i區域的水箱排水次數為N_i，這段時間為t_i，得出t_i時間內的水量為：

Q_it＝N_i·Q_i

第i區域的頂板面積為

S_i＝Z_i·L₃

第i區域頂板的單位時間淋水流量大小為：

設定第i區域臨險報警值為當時，臨險報警裝置發出報警，以通知工作人員，同時，所有的第1區域至第n區域的信息，又傳輸至監測裝置，監測裝置對各區域的信息進行匯總處理，得出整體巷道的頂板淋水數值大小，并實時顯示，使工作人員能夠通過監測裝置實時掌握整條巷道以及各區域頂板淋水情況。