CN111335951B - 矿用巷道失稳监测装置的监测方法 - Google Patents

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Abstract

矿用巷道失稳监测装置，包括安装盒和反射板，安装盒内设有红外测距传感器、工业CT扫描仪、智能芯片和报警器，安装盒后侧设置在巷道的一侧壁上，安装盒前侧设有触摸显示屏，红外测距传感器具有红外信号发射二极管和接收二极管，反射板设置在巷道的另一侧壁上，工业CT扫描仪用于监测巷道顶板内部岩层结构的变化。本发明可沿巷道走向布置多组，本发明采用巷道间距离变化以及巷道内部岩层结构的变化原理实现对巷道稳定性监测，从而实现对巷道稳定监测、巷道变化预测以及巷道变化后及时报警，从而提高矿井安全生产水平。

Description

矿用巷道失稳监测装置的监测方法
技术领域
本发明属于煤矿安全生产技术领域，具体涉及一种矿用巷道失稳监测装置及其监测方法。
背景技术
矿用巷道(承担着通风、运输、行人及其他功能)在煤矿开采中扮演着极其重要的角色，巷道的稳定关系着煤矿的安全和高效生产。近年来由于开采强度的增大和开采深度的加深,加上复杂的地质条件,构造应力的叠加,使得开采区域巷道容易产生大的变形、失稳和破坏,甚至会由于冲击地压、矿震或强烈矿压显现等造成巷道的损坏以及人员的伤亡。因此，如何对处于应力影响范围内的巷道的稳定进行监测，及时对巷道变形、失稳等危险状况作出预警,是煤矿安全监测中的重要研究内容。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种矿用巷道失稳监测装置及其监测方法, 其采用巷道间距离变化以及巷道内部岩层结构的变化原理实现对巷道稳定性监测的装置，从而实现对巷道稳定监测、巷道变化预测以及巷道变化后及时报警，从而提高矿井安全生产水平。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：矿用巷道失稳监测装置，包括安装盒和反射板，安装盒内设有红外测距传感器、工业CT扫描仪、智能芯片和报警器，安装盒后侧设置在巷道的一侧壁上，安装盒前侧设有触摸显示屏，红外测距传感器具有红外信号发射二极管和接收二极管，反射板设置在巷道的另一侧壁上，工业CT扫描仪用于监测巷道顶板内部岩层结构的变化，红外测距传感器和工业CT扫描仪的信号输出端均与智能芯片的信号输入端连接，智能芯片的信号输出端分别与报警器和触摸显示屏连接。
安装盒顶部设有与报警器连接的警示灯。
安装盒顶部的前侧部的左侧设有用于透过工业CT扫描仪扫描头和红外线的曲面透明板，安装盒内设有微型防爆电机，工业CT扫描仪安装在微型防爆电机的主轴上。
安装盒的后部左侧和右侧分别设有安装板，安装板上设有安装孔，安装盒通过穿过安装孔的膨胀螺栓固定设置在巷道内侧壁上。
矿用巷道失稳监测装置的监测方法，包括以下步骤：
（1）使用膨胀螺栓穿过安装板上的安装孔将安装盒固定安装到巷道一侧壁上，在巷道另一侧壁上固定安装与安装盒等高且前后对应的反射板；
（2）通过触摸显示屏调试测试装置，设定监测的间隔时间，待准备工作就绪后，开机工作；
（3）通过红外测距传感器监测巷道两帮之间的距离数据，红外测距传感器的发射二极管发出的红外信号透过曲面透明板射向反射板，经反射板反射后由红外测距传感器的接收二极管接收，红外测距传感器每间隔固定时间测量巷道两帮间距离变化，并将其监测数据实时传递回智能芯片，智能芯片记录第一次巷道两帮之间的距离L1；
（4）通过工业CT扫描仪监测巷道顶板的内部岩层结构的变化，微型防爆电机带动工业CT扫描仪转动，CT扫描仪的扫描头透过曲面透明板对巷道顶板进行扫描，CT扫描仪将扫描后的结果实时传递回智能芯片，智能芯片记录第一次巷道顶板的图像；
（5）隔一段时间，重复步骤（3），智能芯片记录第二次巷道两帮之间的距离L2，比较L2与L1；数值比较结果显示在触摸显示屏上，若数值比较结果大于巷道变化设定值，智能芯片将信号传递给报警器，与报警器连接的警示灯依据其传递信号所处的范围内发出绿、黄或红色报警信号，以提醒井下工作人员；
（6）隔一段时间，重复步骤（4），智能芯片记录第二次巷道顶板的图像，比较第二次巷道顶板的图像与第一次巷道顶板的图像；图像比较结果显示在触摸显示屏上，若图像比较结果大于巷道变化设定值，智能芯片将信号传递给报警器，与报警器连接的警示灯依据其传递信号所处的范围内发出绿、黄或红色报警信号，以提醒井下工作人员；
（7）重复步骤（5）和（6），将每次测试的巷道两帮之间的距离数值和巷道顶板图像结果均与第一次测试的巷道两帮之间的距离数值和巷道顶板图像结果比较。
采用上述技术方案，本发明原理科学，结构简单，可靠性强，可沿巷道走向布置多组，本发明采用巷道间距离变化以及巷道内部岩层结构的变化原理实现对巷道稳定性监测，从而实现对巷道稳定监测、巷道变化预测以及巷道变化后及时报警，从而提高矿井安全生产水平。
附图说明
图1是本发明的外形结构示意图；
图2是本发明的控制原理框图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的矿用巷道失稳监测装置，包括安装盒1和反射板，安装盒1内设有红外测距传感器2、工业CT扫描仪3、智能芯片4和报警器5，安装盒1后侧设置在巷道的一侧壁上，安装盒1前侧设有触摸显示屏6，红外测距传感器2具有红外信号发射二极管和接收二极管，反射板设置在巷道的另一侧壁上，工业CT扫描仪3用于监测巷道顶板内部岩层结构的变化，红外测距传感器2和工业CT扫描仪3的信号输出端均与智能芯片4的信号输入端连接，智能芯片4的信号输出端分别与报警器5和触摸显示屏6连接。
安装盒1顶部设有与报警器5连接的警示灯7。
安装盒1顶部的前侧部的左侧设有用于透过工业CT扫描仪3扫描头和红外线的曲面透明板8，安装盒1内设有微型防爆电机9，工业CT扫描仪3安装在微型防爆电机9的主轴上。曲面透明板8使能适应扫描头的旋转，确保透光性。
安装盒1的后部左侧和右侧分别设有安装板10，安装板10上设有安装孔11，安装盒1通过穿过安装孔11的膨胀螺栓固定设置在巷道内侧壁上。
矿用巷道失稳监测装置的监测方法，包括以下步骤：
（1）使用膨胀螺栓穿过安装板10上的安装孔11将安装盒1固定安装到巷道一侧壁上，在巷道另一侧壁上固定安装与安装盒1等高且前后对应的反射板；
（2）通过触摸显示屏6调试测试装置，设定监测的间隔时间，待准备工作就绪后，开机工作；
（3）通过红外测距传感器2监测巷道两帮之间的距离数据，红外测距传感器2的发射二极管发出的红外信号透过曲面透明板8射向反射板，经反射板反射后由红外测距传感器2的接收二极管接收，红外测距传感器2每间隔固定时间测量巷道两帮间距离变化，并将其监测数据实时传递回智能芯片4，智能芯片4记录第一次巷道两帮之间的距离L1；
（4）通过工业CT扫描仪3监测巷道顶板的内部岩层结构的变化，微型防爆电机9带动工业CT扫描仪3转动，CT扫描仪的扫描头透过曲面透明板8对巷道顶板进行扫描，CT扫描仪将扫描后的结果实时传递回智能芯片4，智能芯片4记录第一次巷道顶板的图像；
（5）隔一段时间，重复步骤（3），智能芯片4记录第二次巷道两帮之间的距离L2，比较L2与L1；数值比较结果显示在触摸显示屏6上，若数值比较结果大于巷道变化设定值，智能芯片4将信号传递给报警器5，与报警器5连接的警示灯7依据其传递信号所处的范围内发出绿、黄或红色报警信号，以提醒井下工作人员；
（6）隔一段时间，重复步骤（4），智能芯片4记录第二次巷道顶板的图像，比较第二次巷道顶板的图像与第一次巷道顶板的图像；图像比较结果显示在触摸显示屏6上，若图像比较结果大于巷道变化设定值，智能芯片4将信号传递给报警器5，与报警器5连接的警示灯7依据其传递信号所处的范围内发出绿、黄或红色报警信号，以提醒井下工作人员；
（7）重复步骤（5）和（6），将每次测试的巷道两帮之间的距离数值和巷道顶板图像结果均与第一次测试的巷道两帮之间的距离数值和巷道顶板图像结果比较。
本发明中的红外测距传感器2、工业CT扫描仪3、智能芯片4和报警器5均为现有技术，具体构造原理不再赘述，其之间涉及到的控制为常规软件程序，不涉及新的计算机程序。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.矿用巷道失稳监测装置的监测方法，其特征在于：
矿用巷道失稳监测装置包括安装盒和反射板，安装盒内设有红外测距传感器、工业CT扫描仪、智能芯片和报警器，安装盒后侧设置在巷道的一侧壁上，安装盒前侧设有触摸显示屏，红外测距传感器具有红外信号发射二极管和接收二极管，反射板设置在巷道的另一侧壁上，工业CT扫描仪用于监测巷道顶板内部岩层结构的变化，红外测距传感器和工业CT扫描仪的信号输出端均与智能芯片的信号输入端连接，智能芯片的信号输出端分别与报警器和触摸显示屏连接；
安装盒顶部的前侧部的左侧设有用于透过工业CT扫描仪扫描头和红外线的曲面透明板，安装盒内设有微型防爆电机，工业CT扫描仪安装在微型防爆电机的主轴上；
安装盒顶部设有与报警器连接的警示灯；
安装盒的后部左侧和右侧分别设有安装板，安装板上设有安装孔，安装盒通过穿过安装孔的膨胀螺栓固定设置在巷道内侧壁上；
所述的监测方法包括以下步骤：
（1）使用膨胀螺栓穿过安装板上的安装孔将安装盒固定安装到巷道一侧壁上，在巷道另一侧壁上固定安装与安装盒等高且前后对应的反射板；
（2）通过触摸显示屏调试监测装置，设定监测的间隔时间，待准备工作就绪后，开机工作；
（3）通过红外测距传感器监测巷道两帮之间的距离数据，红外测距传感器的发射二极管发出的红外信号透过曲面透明板射向反射板，经反射板反射后由红外测距传感器的接收二极管接收，红外测距传感器每间隔固定时间测量巷道两帮间距离变化，并将其监测数据实时传递回智能芯片，智能芯片记录第一次巷道两帮之间的距离L1；
（4）通过工业CT扫描仪监测巷道顶板的内部岩层结构的变化，微型防爆电机带动工业CT扫描仪转动，CT扫描仪的扫描头透过曲面透明板对巷道顶板进行扫描，CT扫描仪将扫描后的结果实时传递回智能芯片，智能芯片记录第一次巷道顶板的图像；
（5）隔一段时间，重复步骤（3），智能芯片记录第二次巷道两帮之间的距离L2，比较L2与L1；数值比较结果显示在触摸显示屏上，若数值比较结果大于巷道变化设定值，智能芯片将信号传递给报警器，与报警器连接的警示灯依据其传递信号所处的范围内发出绿、黄或红色报警信号，以提醒井下工作人员；
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