[發明專利]一種礦井突水災害預警的組合傳感器監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202110623464.8
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN115182784A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 單耀;王藝嵐;楊博;李紅濤;朱權潔
• 申請（專利權）人: 華北科技學院（中國煤礦安全技術培訓中心）
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G08B7/06;G08B21/10
• 代理公司: 北京佳信天和知識產權代理事務所(普通合伙) 11939
• 代理人: 張宏偉

一種礦井突水災害預警的組合傳感器監測裝置及方法，所述裝置包括機架、伸縮機構、旋轉機構和探桿，伸縮機構、旋轉機構固定設于機架上，伸縮機構與旋轉機構連接，旋轉機構與探桿連接，伸縮機構用于驅動旋轉機構沿伸縮方向移動，旋轉機構用于驅動探桿旋轉并固定在指定旋轉角度位置；探桿的外周上安裝有組合傳感器；組合傳感器包括濕度傳感器、水位傳感器、溫度傳感器和水質傳感器中的至少兩個；探桿的前端安裝有攝影機，攝影機用于對檢測孔的孔壁進行拍攝，并獲取檢測孔孔壁的裂隙圖像及裂隙參數。本發明的結構簡單，操作方便，綜合檢測孔內的裂隙參數、溫度、濕度以及水位水質參數信息，對礦井突水作出預判，使得監測結果更準確、更可靠。

技術領域

本發明涉及煤礦突水預警技術領域，尤其涉及一種礦井突水災害預警的組合傳感器監測裝置及方法。

背景技術

礦井突水是掘進或采礦過程中當巷道揭穿導水斷裂、富水溶洞、積水老窿，大量地下水突然涌入礦山井巷的現象。當巷道底板下有間接充水層時，便會在地下水壓力和礦山壓力作用下，破壞底板隔水層，形成人工裂隙通道，導致下部高壓地下水涌入井巷造成突水。礦井突水一般來勢兇猛，常會在短時間內淹沒坑道，給礦山生產帶來危害，造成人員傷亡。水災對礦井造成的破壞是毀滅性的，其原因在于，水災發生的往往是瞬間發生，預測難度極大，一旦水災發生，不僅會造成礦井人員的嚴重傷亡，造成難以估算的損失，同時還會對礦井造成難以修復的結局，造成更嚴重的經濟損失。除此之外，水災造成的礦井災害搶救難度大，一旦產生水災，基本上很難在有限的時間內挽回人員的生命和經濟損失。

現有煤礦突水監測方法往往采用水質、水量、溫度、濕度、氣體成分、裂隙等單一監測指標對礦井突水進行監測，單一監測指標影響因素復雜，難以準確進行監測，監測結果準確性可靠性不高。例如，已有通過監測水質來進行煤礦井下突水預警監測的監測裝置，由于水流中摻雜有碎石等雜物，容易撞擊損壞水質傳感器，不利于進行長期穩定的水質監測，僅通過簡單設置濾網進行遮擋雜物，濾網容易堵塞，反而使水質監測裝置喪失監測功能。另外，現有煤礦突水監測方法只能監測是否發生突水或者在突水前進行預判，卻忽視了對于已經發生突水的礦井的水倉內的水位監測，導致無法對水倉內的設備進行及時安全有效地搶救，錯過搶救時機，損失嚴重。

發明內容

(一)發明目的

為解決背景技術中存在的技術問題，本發明提出一種礦井突水災害預警的組合傳感器監測裝置及方法，通過在探桿的前端安裝有攝影機、探桿上設置組合傳感器，綜合裂隙參數、溫度、濕度、水位、水質參數信息，綜合多參數組合對礦井突水作出預判，使得監測結果更準確、更可靠。

(二)技術方案

本發明第一方面：

提供一種礦井突水災害預警的組合傳感器監測裝置，包括機架、伸縮機構、旋轉機構和探桿，伸縮機構、旋轉機構固定設于機架上，伸縮機構與旋轉機構連接，旋轉機構與探桿連接，伸縮機構用于驅動旋轉機構沿伸縮方向移動，旋轉機構用于驅動探桿旋轉并固定在指定旋轉角度位置；探桿的外周上安裝有組合傳感器。

進一步地，組合傳感器包括濕度傳感器、水位傳感器、溫度傳感器和水質傳感器中的至少兩個。

進一步地，探桿的前端安裝有攝影機，攝影機用于對檢測孔的孔壁進行拍攝，并獲取檢測孔孔壁的裂隙圖像及裂隙參數。

進一步地，探桿為中空結構，攝影機拆卸安裝在探桿的前端，攝影機的光導纖維纜布置在探桿的中空結構中。

進一步地，伸縮機構包括第一支柱、頂座、伸縮電缸、升降板、基板，中心軸、第二支柱、直線軸承和導柱；其中，頂座通過第一支柱安裝在機架的上方，伸縮電缸固定安裝在頂座上，導柱頂端固定安裝在頂座上，直線軸承安裝在導柱上，升降板固定安裝在直線軸承上且伸縮電缸伸縮桿末端通過浮動接頭安裝在升降板上，基板通過第二支柱安裝在升降板下方。