CN112253248A - 一种巷道冒顶自动预警与防治装置 - Google Patents
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Abstract
一种巷道冒顶自动预警与防治装置，包括顶板检测单元、冒顶风险评价单元、预警器及自动注浆设备；顶板检测单元锚固在巷道顶板上，冒顶风险评价单元、预警器及自动注浆设备位于巷道内；顶板检测单元用于监测巷道冒顶信息，顶板检测单元与冒顶风险评价单元电连接，通过冒顶风险评价单元对巷道冒顶信息进行采集和处理；预警器与冒顶风险评价单元电连接；自动注浆设备与顶板检测单元通过注浆管连通；当冒顶风险评价单元判断巷道顶板发生冒顶时，由冒顶风险评价单元向预警器发送报警指令，预警单元接收报警指令后发出声光警报，同时自动注浆设备启动，自动注浆设备依次通过注浆管和顶板检测单元向冒顶发生处的煤壁裂隙内注入锚固剂，用于完成冒顶防治。
Description
技术领域
本发明属于巷道支护技术领域，特别是涉及一种巷道冒顶自动预警与防治装置。
背景技术
在煤矿井下事故中，巷道顶板事故是发生频率最高、造成人员伤亡数量最多的煤矿安全事故之一，目前对巷道顶板的采用安全保障措施多为安全监测，但从工作人员通过安全监测手段得知巷道顶板出现不稳定和不可靠的信息后，再到对巷道顶板采取防治手段时，这个期间就有可能导致防治巷道顶板的黄金时间被错过，从而失去了有可能避免煤矿安全事故发生的宝贵时机。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种巷道冒顶自动预警与防治装置，能够在巷道冒顶发生时第一时间获取冒顶信息并发出预警，并且可在同一时间开展顶板防治，有效杜绝了防治巷道顶板的黄金时间被错过，进一步降低了煤矿安全事故的发生几率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种巷道冒顶自动预警与防治装置，包括顶板检测单元、冒顶风险评价单元、预警器及自动注浆设备；所述顶板检测单元直接锚固在巷道顶板上，所述冒顶风险评价单元、预警器及自动注浆设备均位于巷道内；所述顶板检测单元用于监测巷道冒顶信息，顶板检测单元与冒顶风险评价单元电连接，通过冒顶风险评价单元对巷道冒顶信息进行采集和处理；所述预警器与冒顶风险评价单元电连接；所述自动注浆设备与顶板检测单元通过注浆管进行连通；当所述冒顶风险评价单元判断巷道顶板发生冒顶时，由冒顶风险评价单元向预警器发送报警指令，预警单元接收报警指令后发出声光警报，同时自动注浆设备启动，自动注浆设备依次通过注浆管和顶板检测单元向冒顶发生处的煤壁裂隙内注入锚固剂，用于完成冒顶防治。
所述顶板检测单元包括空心锚杆、钢丝绳、第一转接座、第二转接座、拉力传感器、托盘及锁紧螺母；所述空心锚杆位于巷道顶板的锚固孔内，在空心锚杆表面均布有若干排浆孔；所述钢丝绳及第一转接座位于空心锚杆内侧，钢丝绳一端固连在空心锚杆顶端，钢丝绳另一端固连在第一转接座上；所述第一转接座采用圆柱型结构，第一转接座的直径等于空心锚杆的内径；所述第二转接座采用二级阶梯圆柱型结构，分为第一阶梯段和第二阶梯段，第一阶梯段的直径大于第二阶梯段的直径，第一阶梯段的直径等于空心锚杆的内径；所述第二转接座的第一阶梯段位于空心锚杆内侧，第二转接座的第二阶梯段位于空心锚杆外侧，在第二阶梯段的外表面设置有外螺纹；所述托盘及锁紧螺母依次套装在第二阶梯段上，锁紧螺母与第二阶梯段外表面的外螺纹进行螺接配合；所述拉力传感器固连在第一转接座与第二转接座之间；在所述第一转接座内开设有第一浆料流通孔道，在所述第二转接座内开设有第二浆料流通孔道，所述自动注浆设备通过注浆管与第二浆料流通孔道相连通，第二浆料流通孔道依次通过第一浆料流通孔道、空心锚杆内腔与空心锚杆表面的排浆孔相连通。
所述冒顶风险评价单元包括数据采集器、数据转换器、数据处理器、数据存储器、数据输出接口及无线发射器；所述数据采集器、数据转换器、数据处理器、数据存储器、数据输出接口及无线发射器依次顺序电连接。
井下工作人员随身携带有无线接收终端，无线接收终端与冒顶风险评价单元的无线发射器进行无线连接，冒顶信息通过无线传输方式从冒顶风险评价单元传输至无线接收终端，并在无线接收终端上以可视化方式进行呈现，可视化方式呈现的冒顶信息包括冒顶发生时间、冒顶发生位置、冒顶发生程度及冒顶防治进度。
本发明的有益效果：
本发明的一种巷道冒顶自动预警与防治装置，能够在巷道冒顶发生时第一时间获取冒顶信息并发出预警，并且可在同一时间开展顶板防治，有效杜绝了防治巷道顶板的黄金时间被错过，进一步降低了煤矿安全事故的发生几率。
附图说明
图1为本发明的一种巷道冒顶自动预警与防治装置的结构示意图；
图2为本发明的顶板检测单元的结构示意图；
图中，1—顶板检测单元，2—冒顶风险评价单元，3—预警器，4—自动注浆设备，5—巷道顶板，6—空心锚杆，7—钢丝绳，8—第一转接座，9—第二转接座，10—拉力传感器，11—托盘，12—锁紧螺母，13—排浆孔，14—第一浆料流通孔道，15—第二浆料流通孔道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1、2所示，一种巷道冒顶自动预警与防治装置，包括顶板检测单元1、冒顶风险评价单元2、预警器3及自动注浆设备4；所述顶板检测单元1直接锚固在巷道顶板5上，所述冒顶风险评价单元2、预警器3及自动注浆设备4均位于巷道内；所述顶板检测单元1用于监测巷道冒顶信息，顶板检测单元1与冒顶风险评价单元2电连接，通过冒顶风险评价单元2对巷道冒顶信息进行采集和处理；所述预警器3与冒顶风险评价单元2电连接；所述自动注浆设备4与顶板检测单元1通过注浆管进行连通；当所述冒顶风险评价单元2判断巷道顶板发生冒顶时，由冒顶风险评价单元2向预警器3发送报警指令，预警单元3接收报警指令后发出声光警报，同时自动注浆设备4启动，自动注浆设备4依次通过注浆管和顶板检测单元1向冒顶发生处的煤壁裂隙内注入锚固剂，用于完成冒顶防治。
所述顶板检测单元1包括空心锚杆6、钢丝绳7、第一转接座8、第二转接座9、拉力传感器10、托盘11及锁紧螺母12；所述空心锚杆6位于巷道顶板5的锚固孔内，在空心锚杆6表面均布有若干排浆孔13；所述钢丝绳7及第一转接座8位于空心锚杆6内侧，钢丝绳7一端固连在空心锚杆6顶端，钢丝绳7另一端固连在第一转接座8上；所述第一转接座8采用圆柱型结构，第一转接座8的直径等于空心锚杆6的内径；所述第二转接座9采用二级阶梯圆柱型结构，分为第一阶梯段和第二阶梯段，第一阶梯段的直径大于第二阶梯段的直径，第一阶梯段的直径等于空心锚杆6的内径；所述第二转接座9的第一阶梯段位于空心锚杆6内侧，第二转接座9的第二阶梯段位于空心锚杆6外侧，在第二阶梯段的外表面设置有外螺纹；所述托盘11及锁紧螺母12依次套装在第二阶梯段上，锁紧螺母12与第二阶梯段外表面的外螺纹进行螺接配合；所述拉力传感器10固连在第一转接座8与第二转接座9之间；在所述第一转接座8内开设有第一浆料流通孔道14，在所述第二转接座9内开设有第二浆料流通孔道15，所述自动注浆设备4通过注浆管与第二浆料流通孔道15相连通，第二浆料流通孔道15依次通过第一浆料流通孔道14、空心锚杆6内腔与空心锚杆6表面的排浆孔13相连通。
所述冒顶风险评价单元2包括数据采集器、数据转换器、数据处理器、数据存储器、数据输出接口及无线发射器；所述数据采集器、数据转换器、数据处理器、数据存储器、数据输出接口及无线发射器依次顺序电连接。
井下工作人员随身携带有无线接收终端，无线接收终端与冒顶风险评价单元2的无线发射器进行无线连接，冒顶信息通过无线传输方式从冒顶风险评价单元2传输至无线接收终端，并在无线接收终端上以可视化方式进行呈现，可视化方式呈现的冒顶信息包括冒顶发生时间、冒顶发生位置、冒顶发生程度及冒顶防治进度。
下面结合附图说明本发明的一次使用过程：
当巷道冒顶发生时，煤壁将产生裂隙，进而使顶板检测单元1的空心锚杆6与第二转接座9之间产生相对位移，从而导致钢丝绳7被拉长，此时钢丝绳7承受的拉力数据由拉力传感器10获取，而拉力传感器10获取的数据会在第一时间传输至冒顶风险评价单元2内进行处理和分析，当顶风险评价单元2判断冒顶发生程度超过设定阈值时，由冒顶风险评价单元2向预警器3发送报警指令，预警单元3接收报警指令后发出声光警报，以在第一时间提醒井下工作人员刚刚发生了冒顶，并且在同一时间向自动注浆设备4发送启动指令，当自动注浆设备4启动后，锚固剂将依次通过注浆管、第二浆料流通孔道15、第一浆料流通孔道14、空心锚杆6内腔及空心锚杆6表面的排浆孔注入冒顶发生处的煤壁裂隙内，从而实现冒顶防治。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
Claims (4)
1.一种巷道冒顶自动预警与防治装置，其特征在于：包括顶板检测单元、冒顶风险评价单元、预警器及自动注浆设备；所述顶板检测单元直接锚固在巷道顶板上，所述冒顶风险评价单元、预警器及自动注浆设备均位于巷道内；所述顶板检测单元用于监测巷道冒顶信息，顶板检测单元与冒顶风险评价单元电连接，通过冒顶风险评价单元对巷道冒顶信息进行采集和处理；所述预警器与冒顶风险评价单元电连接；所述自动注浆设备与顶板检测单元通过注浆管进行连通；当所述冒顶风险评价单元判断巷道顶板发生冒顶时，由冒顶风险评价单元向预警器发送报警指令，预警单元接收报警指令后发出声光警报，同时自动注浆设备启动，自动注浆设备依次通过注浆管和顶板检测单元向冒顶发生处的煤壁裂隙内注入锚固剂，用于完成冒顶防治。
2.根据权利要求1所述的一种巷道冒顶自动预警与防治装置，其特征在于：所述顶板检测单元包括空心锚杆、钢丝绳、第一转接座、第二转接座、拉力传感器、托盘及锁紧螺母；所述空心锚杆位于巷道顶板的锚固孔内，在空心锚杆表面均布有若干排浆孔；所述钢丝绳及第一转接座位于空心锚杆内侧，钢丝绳一端固连在空心锚杆顶端，钢丝绳另一端固连在第一转接座上；所述第一转接座采用圆柱型结构，第一转接座的直径等于空心锚杆的内径；所述第二转接座采用二级阶梯圆柱型结构，分为第一阶梯段和第二阶梯段，第一阶梯段的直径大于第二阶梯段的直径，第一阶梯段的直径等于空心锚杆的内径；所述第二转接座的第一阶梯段位于空心锚杆内侧，第二转接座的第二阶梯段位于空心锚杆外侧，在第二阶梯段的外表面设置有外螺纹；所述托盘及锁紧螺母依次套装在第二阶梯段上，锁紧螺母与第二阶梯段外表面的外螺纹进行螺接配合；所述拉力传感器固连在第一转接座与第二转接座之间；在所述第一转接座内开设有第一浆料流通孔道，在所述第二转接座内开设有第二浆料流通孔道，所述自动注浆设备通过注浆管与第二浆料流通孔道相连通，第二浆料流通孔道依次通过第一浆料流通孔道、空心锚杆内腔与空心锚杆表面的排浆孔相连通。
3.根据权利要求1所述的一种巷道冒顶自动预警与防治装置，其特征在于：所述冒顶风险评价单元包括数据采集器、数据转换器、数据处理器、数据存储器、数据输出接口及无线发射器；所述数据采集器、数据转换器、数据处理器、数据存储器、数据输出接口及无线发射器依次顺序电连接。
4.根据权利要求3所述的一种巷道冒顶自动预警与防治装置，其特征在于：井下工作人员随身携带有无线接收终端，无线接收终端与冒顶风险评价单元的无线发射器进行无线连接，冒顶信息通过无线传输方式从冒顶风险评价单元传输至无线接收终端，并在无线接收终端上以可视化方式进行呈现，可视化方式呈现的冒顶信息包括冒顶发生时间、冒顶发生位置、冒顶发生程度及冒顶防治进度。
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