[發明專利]用于礦井采空區坍塌安全檢測保護裝置及坍塌檢測方法

有效

• 申請號: 202110556816.2
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN112983554B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 李志永;丁陳建;熊彩霞;張立合;史繼彪;薄鵬雷;田玉新;王培生
• 申請（專利權）人: 徐州中國礦大巖土工程新技術發展有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21D21/00
• 代理公司: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 李改平

1.用于礦井采空區坍塌安全檢測保護裝置，其特征在于，包括：

安裝在所述采空區下端的空心錨桿件（1）；

固定在所述空心錨桿件（1）內壁的固定板（2），設置多組；

其中，所述空心錨桿件（1）內設有用于儲放與積水反應放熱的粉末的粉末放置腔（201）；

其中

在所述粉末放置腔（201）打開時，水進入到所述粉末放置腔（201）內時與粉末反應放熱；

放置在所述采空區上端的紅外感應儀器（501），用于檢測所述粉末放置腔（201）內的溫度以判斷采空區層面的坍塌程度。

2.根據權利要求1所述的用于礦井采空區坍塌安全檢測保護裝置，其特征在于，與積水反應放熱的所述粉末為過氧化鈉。

3.根據權利要求1所述的用于礦井采空區坍塌安全檢測保護裝置，其特征在于，所述空心錨桿件（1）內固定連接有導向軸（101），所述導向軸（101）上滑動連接有浮動塊（4），所述浮動塊（4）內安裝有濁度儀。

4.根據權利要求3所述的用于礦井采空區坍塌安全檢測保護裝置，其特征在于，所述固定板（2）上滑動連接有滑動從動桿（204），所述滑動從動桿（204）上轉動連接有驅動轉動桿（206），所述驅動轉動桿（206）上固定連接有U型彈片（2061），所述U型彈片（2061）的另一端固定連接在所述滑動從動桿（204）上，所述滑動從動桿（204）內設有第一連接管（2041），在所述浮動塊（4）上移時用于驅動所述滑動從動桿（204）上移，使得所述粉末放置腔（201）內的氣體排出。

5.根據權利要求4所述的用于礦井采空區坍塌安全檢測保護裝置，其特征在于，所述滑動從動桿（204）上固定連接有滑動從動彈簧（2042），所述滑動從動彈簧（2042）遠離滑動從動桿（204）的一端固定連接在固定板（2）上。

6.根據權利要求4所述的用于礦井采空區坍塌安全檢測保護裝置，其特征在于，所述粉末放置腔（201）內轉動連接有轉動軸（3），所述轉動軸（3）上固定連接有攪拌桿（301），所述轉動軸（3）上連接有轉動棘輪（302），所述轉動棘輪（302）與滑動從動桿（204）通過連接拉繩（303）相連。

7.根據權利要求4所述的用于礦井采空區坍塌安全檢測保護裝置，其特征在于，所述驅動轉動桿（206）上設有第三連接管（2062），所述固定板（2）上設有與第三連接管（2062）相通的第二連接管（205），在所述滑動從動桿（204）上移時第二連接管（205）與第三連接管（2062）相通，所述浮動塊（4）上設有收集空腔（404），所述第三連接管（2062）與收集空腔（404）可拆卸相通。

8.根據權利要求7所述的用于礦井采空區坍塌安全檢測保護裝置，其特征在于，所述浮動塊（4）上設有與收集空腔（404）相通的進氣口（403），所述浮動塊（4）上滑動連接有滑動塊（401），所述滑動塊（401）用于遮擋所述進氣口（403），所述滑動塊（401）的下端固定連接有浮動彈簧（402），所述浮動彈簧（402）遠離滑動塊（401）的一端固定連接在浮動塊（4）上，在所述浮動塊（4）上移時，所述驅動轉動桿（206）擠壓所述滑動塊（401）后使得第三連接管（2062）與進氣口（403）相通。

9.根據權利要求1所述的用于礦井采空區坍塌安全檢測保護裝置，其特征在于，所述固定板（2）上滑動連接有閉合板（202），所述閉合板（202）上固定連接有閉合彈簧（203），所述閉合彈簧（203）遠離閉合板（202）的一端固定連接在固定板（2）上。

10.一種用于煤礦采空區坍塌程度檢測的坍塌檢測方法，采用權利要求4所述的一種用于礦井采空區坍塌安全檢測保護裝置，其特征在于，主要包括以下步驟：

S1、在對煤礦開采過程中，將所述空心錨桿件（1）安裝在煤礦的內壁上層；

S2、在煤礦開采完成后，將紅外感應儀器（501）安裝在地面上；

S3、在煤礦采空區滲水后，水流會在采空區的內腔內進行積累，至水面與采空區內腔的上壁相貼；

S4、水會進入到空心錨桿件（1）內，水流能夠進入到粉末放置腔（201）內，積水會與粉末放置腔（201）內的粉末反應，放出熱量，此時，紅外感應儀器（501）能夠檢測到粉末放置腔（201）內的熱量變化，進而判斷水的深度即可知采空區的塌落程度；

S5、在步驟S4的基礎上，浮動塊（4）上移會推動驅動轉動桿（206）、滑動從動桿（204）上移，使得粉末放置腔（201）內的氣體排出，且濁度儀會對水的渾濁程度進行檢測，并將接收到的數據上傳至外界，對水的渾濁程度進行分析，判斷水中的土層、巖層溶解程度，進而便于判斷采空區的坍塌速度；

S6、在步驟S5的基礎上，在粉末放置腔（201）內的溫度升高時，能夠對固定板（2）附近的水進行加熱，促進掉落的土層、巖層融入速度，提高對溶解程度判斷的精準度。