[發明專利]一種巷道冒頂災害監測預警方法及其預警裝置

在審

• 申請號: 202310209132.4
• 申請日: 2023-03-07
• 公開（公告）號: CN116104579A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 孟波;鐘凱;劉盛東;靖洪文;李曉昭;陳萬輝;尹乾;宋永明;許國安;齊燕軍;王迎超;方堯
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;徐州萬測礦山科技有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 南京思宸知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32548
• 代理人: 陳常美

本發明公開了一種巷道冒頂災害監測預警方法及其預警裝置，包括巷道圍巖和巷道頂板，所述巷道頂板上均勻固定設有若干檢測裝置，所述檢測裝置包括電磁激振器和刺入式振動拾取儀。本發明涉及巷道冒頂災害預防技術領域；該巷道冒頂災害監測預警方法及其預警裝置，能夠主動施加沖擊荷載激勵頂板振動并實現對振動信號的自動采集，通過對頂板振動特征參數的提取實現對頂板冒落危險的評估預測，具有預警可靠性高、實時監測、可自動記錄、自動播報預警提示等特點；同時解決了日常維護時塵土石頭等容易進入到沖擊力錘套筒內阻礙沖擊力錘工作的問題，同時利用氣壓來對檢測裝置和頂板之間進行連接，防止在激勵頂板時使得檢測裝置脫落的情況發生。

技術領域

本發明涉及巷道冒頂災害預防技術領域，具體是一種巷道冒頂災害監測預警方法及其預警裝置。

背景技術

巷道冒頂災害一直是制約我國煤礦安全高效生產的關鍵瓶頸問題，一旦發生冒頂事故必定會給社會造成巨大的人員傷亡和經濟損失，針對冒頂災害防控治理始終是煤炭開采領域的研究熱點。研究表明，對巷道危險區域開展冒頂監測是預防冒頂事故發生的一條有效途徑。

目前，對巷道冒頂事故的預測方法主要包括：通過傳統的人工敲幫問頂方法判斷頂板安全狀況；通過拉力傳感器監測錨桿(索)的受力變化預測冒頂隱患；通過安裝離層儀、安裝位移傳感器或者運用圖像識別技術監測頂板變形量預測冒頂隱患；通過在頂板處鉆孔窺視、探測頂巖層破碎情況預測冒頂隱患等。

現有的方法或存在受人的主觀因素影響較大、費時費力、預警不及時、監測周期長、準確性不高等局限性，難以對潛在冒落區進行準確的判定，并在冒頂危險發生初期就發現冒頂危險發出預警；同時，在進行巷道監測時，監測設備常常會面臨諸多挑戰，例如巷道內存在大量塵土、設備難以穩固固定等問題，這些環境惡劣因素往往會導致設備受損或損壞。為此，本發明提供了一種巷道冒頂災害監測預警方法及其預警裝置，以解決上述問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種巷道冒頂災害監測預警方法及其預警裝置，解決了上述問題。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種巷道冒頂災害監測預警方法及其預警裝置，包括巷道圍巖和巷道頂板，所述巷道頂板上

均勻固定設有若干檢測裝置，所述檢測裝置包括電磁激振器和刺入式振動拾取儀，所述電磁激振器的上端對應設有安全防護組件，所述刺入式振動拾取儀和巷道頂板之間通過氣密連接組件相連，所述安全防護組件和氣密連接組件相互連接，所述巷道頂板的側壁處還固定設有頻譜分析儀，用于接收、處理振動數據，且可以智能判斷、燈光警報顯示、播報預警信號；

所述電磁激振器包括沖擊力錘套筒，所述沖擊力錘套筒內設有電源與通信模塊，所述電源與通信模塊的上端連接設有沖擊力錘，所述沖擊力錘套筒的內壁處設有勵磁線圈，用于在勵磁線圈的作用下產生沖擊動能；

所述刺入式振動拾取儀包括固定插桿和基座，所述固定插桿中均布壓電傳感元件，所述基座中裝有電源與通信模塊；

所述頻譜分析儀外部包圍設有防爆保護箱，所述防爆保護箱的側壁處固定設有信號增益天線，所述頻譜分析儀的側壁處設有信號顯示屏、蜂鳴播報器和多個按鍵。

優選的，所述氣密連接組件包括設置在巷道頂板內的插孔，所述固定插桿插入插孔內設置，所述插孔的底壁兩側連通設有連通腔，遠離電磁激振器一端的連通腔的下端固定設有密封板，所述密封板處卡接設有單向閥，用于連通腔內的氣體排出并防止外界氣體從單向閥處進入到連通腔內，另一個所述連通腔的側壁處固定設有固定板，所述固定板的下壁處連通設有連通筒，所述連通筒和連通腔相互連通，所述連通筒內密封滑動設有密封滑板。