[發明專利]一種頂煤流動時間測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202110658922.1
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113374464B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王家臣;楊克虎;潘衛東;楊勝利;靳舒凱;員明濤
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21B45/00
• 分類號: E21B45/00;E21B47/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

1.一種頂煤流動時間測量方法，其特征在于，應用于一種頂煤流動時間測量裝置，所述頂煤流動時間測量裝置包括：運動傳感器、電源模塊、控制模塊、通訊模塊、存儲模塊、外殼和錨爪；

所述裝置都具有唯一的ID編號；所述運動傳感器用于采集所述裝置的比力；所述電源模塊用于對所述運動傳感器、所述控制模塊、所述通訊模塊和所述存儲模塊進行供電；所述控制模塊分別與所述運動傳感器、所述通訊模塊和所述存儲模塊連接，所述控制模塊用于根據所述比力確定所述裝置的始動點時刻、所述裝置的終止點時刻和所述裝置的落地點時刻；所述通訊模塊用于發送所述始動點時刻、所述終止點時刻、所述落地點時刻和ID編號供外部系統使用；所述存儲模塊用于記錄所述始動點時刻、所述終止點時刻、所述落地點時刻和所述ID編號；所述外殼用于保護所述運動傳感器、所述電源模塊、所述控制模塊、所述通訊模塊和所述存儲模塊，還用于調節所述裝置整體密度；所述錨爪與所述外殼連接，所述錨爪用于確保裝置穩定地固定在煤層中；

其中，所述方法包括：

調節裝置使其整體密度與煤層相同；

獲取裝置的運動傳感器采集到的比力值，所述裝置放置在煤層內部的預定位置，并用ID編號記錄所在位置；

根據所述比力確定多組所述裝置的始動點時刻、所述裝置的終止點時刻和一組所述裝置的始動點時刻、所述裝置落地點時刻，并在所述落地點時刻啟動通訊功能，向外部系統發送所述始動點時刻、所述終止點時刻、所述落地點時刻和ID編號；

外部系統根據采集到的多組所述始動點時刻、所述終止點時刻，及一組所述始動點時刻和所述落地點時刻計算頂煤流動時間；每一組所述始動點時刻與所述終止點時刻的差值為每一輪次放煤過程中所述裝置在煤層中的下落時間；所述始動點時刻和所述落地點時刻的差值為所述裝置從煤層放出及掉落至刮板輸送機上的下落時間；所述裝置整體密度與煤層相同，煤層下落時，所述裝置隨著煤層一起向下運動，所述下落時間也為頂煤流動時間。

2.根據權利要求1所述的頂煤流動時間測量方法，其特征在于，所述運動傳感器為三軸加速度計，所述三軸加速度計采集所述裝置的x軸、y軸、z軸三個方向上的比力，所述三個方向上的比力的矢量和為所述裝置在此時刻的總比力；放煤開始前，裝置固定在頂煤中并處于靜止狀態，所測量的總比力大小為恒定的單位重力加速度；放煤過程中，所述裝置隨著頂煤下落，所測量的總比力處于不斷變化之中，記錄總比力開始變化的時刻為煤層的始動點時刻；當停止放煤而裝置未隨頂煤放出時，所述裝置會隨煤層重新處于靜止狀態，所測量的總比力值會發生突變，而后回歸為單位重力加速度，記錄此突變時刻為終止點時刻；當裝置隨頂煤放出掉落至刮板輸送機時，裝置所測量的總比力會發生突變且因后續碰撞，總比力值會產生振蕩，記錄此突變時刻為落地點時刻，并啟動所述通訊模塊發送所述始動點時刻、所述終止點時刻、所述落地點時刻和所述ID編號。

3.根據權利要求1所述的頂煤流動時間測量方法，其特征在于，所述運動傳感器為單軸加速度計，所述單軸加速度計采集所述裝置沿加速度計敏感軸方向上的比力；放煤開始前，裝置固定在頂煤中并處于靜止狀態，所測量的比力大小恒定；放煤過程中，所述裝置隨著頂煤下落，所測量的比力處于不斷變化之中，記錄比力開始變化的時刻為煤層的始動點時刻；當停止放煤而裝置未隨頂煤放出時，所述裝置會隨煤層重新處于靜止狀態，所測量的比力值發生突變，而后回歸為恒定，記錄此突變時刻為終止點時刻；當裝置隨頂煤放出掉落至刮板輸送機時，裝置所測量的比力會發生突變且因后續碰撞，比力值會產生振蕩，記錄此突變時刻為落地點時刻，并啟動所述通訊模塊發送所述始動點時刻、所述終止點時刻、所述落地點時刻和所述ID編號。