CN115060183A - 一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿业相关技术领域，公开了一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置，包括设置在岩壁上的多组安装孔，所述插杆外壁上设置有红外测距仪还，包括：角度测量组件；安装固定组件，本发明首先通过计算机对红外测距仪与角度测量仪的测量结果进行分析，从而形成岩壁的空间几何模型，当岩壁发生地质变化时，岩壁的相对位置也会发生改变，此时计算机失去该块危险岩壁的数据信息，计算机对该块岩壁处的报警器进行启动，从而对危险岩壁附近的工人进行预警，本发明实现了对岩壁整体的实时监测，且可对灾难发生位置进行精准定位，且监测精度高，可通过岩壁变化在灾难初期对灾难进行预警，提升了装置的安全性。

Description

一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置

技术领域

本发明涉及矿业相关技术领域，具体是一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置。

背景技术

突水溃沙是在井下开采矿产资源时，裂隙或小断层导通富水且因风化等原因失去抗剪性的砂(沙)体，砂(沙)体原有平衡被打破，在重力作用下，水沙流加速流入井下，直至淹井，水沙重新达到平衡稳定状态的一种地质灾害，又称溃水溃沙。

我国西部矿区主采煤层覆岩结构总体上具有浅埋深、薄基岩、厚松散沙层的特点。随着开采技术和装备水平的不断进步，煤炭开发的强度也在不断加大，多数矿井采用大采高、快速推进的高强度开采方式，覆岩破坏范围大，一旦导水裂隙带或者垮落带岩层与上覆松散含水层沟通，极易导致矿井发生突水溃沙灾害，同时诱发地表塌陷、水资源流失等生态灾害。

研究突水溃沙，是为了保证煤矿安全生产，确保矿工生命安全。由于突水溃沙灾害一旦发生，会在短时间内造成人员财产损伤，留给抢灾救灾的时间和机会并不多，所以突水溃沙的监测是防止灾害发生的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置，包括设置在岩壁上的多组安装孔，竖直方向的安装孔呈竖直并列设置，水平方向的安装孔呈水平并排设置，同时对相邻安装孔之间的水平横向间距与纵向间距进行记录，并导入计算机内，所述岩壁上一地质结构相对稳定点上设置有原点基台，原点基台上安装有坐标原点，还包括插杆，插杆与安装孔相互配合，所述插杆外壁上固定连接有多组固定块，固定块内转动连接有转轴，转轴上固定连接有连接块，所述转轴与固定块连接处设置有阻尼块，所述连接块一侧固定连接有红外测距仪，两组相邻的所述红外测距仪之间相互对准，所述岩壁上安装有报警器，还包括：连接在固定块一侧用于对红外测距仪校准过程中的旋转角度进行测量的角度测量组件；以及连接在插杆内用对插杆进行固定的安装固定组件。

作为本发明进一步的方案：所述转轴一端穿过固定块固定连接有旋钮。

作为本发明进一步的方案：所述安装固定组件包括设置在插杆内的伸缩槽，伸缩槽内转动连接有螺杆，螺杆上螺纹连接有滑动连接在伸缩槽内的驱动杆，驱动杆内设置有驱动斜槽，所述插杆内设置有多组伸缩孔，伸缩孔内滑动连接有卡块，卡块靠近驱动杆的一端滑动连接在驱动斜槽内并呈斜坡设置。

作为本发明进一步的方案：所述卡块远离驱动杆的一端设置有防滑纹。

作为本发明进一步的方案：所述螺杆一端穿过插杆固定连接有螺头。

作为本发明进一步的方案：所述角度测量组件包括固定连接在固定块一侧的固定筒，转轴另一端穿过固定块固定连接有设置在固定筒内的刻度盘，所述固定筒内安装固定有角度测量仪。

作为本发明再进一步的方案：所述红外测距仪与角度测量仪通过电信号与计算机相连接，同时计算机通过电信号与报警器相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明首先通过计算机对相邻安装孔之间的水平横向间距与纵向间距进行分析，同时通过计算机对红外测距仪与角度测量仪的测量结果进行分析，从而形成岩壁的空间几何模型，之后当岩壁发生地质变化时，岩壁的相对位置也会发生改变，此时计算机失去该块危险岩壁的数据信息，计算机对该块岩壁处的报警器进行启动，从而对危险岩壁附近的工人进行预警，本发明实现了对岩壁整体的实时监测，且可对灾难发生位置进行精准定位，且监测精度高，可通过岩壁变化在灾难初期对灾难进行预警，提升了装置的安全性。

附图说明

图1为本发明中一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置的安装结构示意图。

图2为本发明中一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置中插杆的侧视图。

图3为本发明中一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置中插杆的剖面图。

图4为本发明中一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置中插杆的剖面图。

图中：1-坐标原点、2-安装孔、3-插杆、4-伸缩槽、5-驱动杆、6-螺杆、7-伸缩孔、8-卡块、9-防滑纹、10-驱动斜槽、11-螺头、12-固定块、13-转轴、14-连接块、15-红外测距仪、16-旋钮、17-刻度盘、18-固定筒、19-角度测量仪、20-报警器、21-安装固定组件、22-角度测量组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1～4，本发明实施例中，一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置，包括设置在岩壁上的多组安装孔2，竖直方向的安装孔2呈竖直并列设置，水平方向的安装孔2呈水平并排设置，同时对相邻安装孔2之间的水平横向间距与纵向间距进行记录，并导入计算机内，所述岩壁上一地质结构相对稳定点上设置有原点基台，原点基台上安装有坐标原点1，还包括插杆3，插杆3与安装孔2相互配合，所述插杆3外壁上固定连接有多组固定块12，固定块12内转动连接有转轴13，转轴13上固定连接有连接块14，所述转轴13与固定块12连接处设置有阻尼块，所述连接块14一侧固定连接有红外测距仪15，两组相邻的所述红外测距仪15之间相互对准，所述转轴13一端穿过固定块12固定连接有旋钮16，还包括：连接在固定块12一侧用于对红外测距仪15校准过程中的旋转角度进行测量的角度测量组件22；以及连接在插杆3内用对插杆3进行固定的安装固定组件21，本发明首先通过计算机对相邻安装孔2之间的水平横向间距与纵向间距进行分析，并以原点基台为基点形成一组平面坐标，之后通过安装固定组件21将插杆3安装固定至安装孔2内，之后将相邻的两组红外测距仪15之间校准定位，并通过红外测距仪15对两组相邻的红外测距仪15之间距离进行测量，并传输进计算机内，同时通过角度测量组件22对红外测距仪15校准过程中的旋转角度进行测量，同时也传输进计算机内，再通过计算机对距离与角度进行分析，从而形成岩壁的空间几何模型，之后当岩壁发生地质变化时，岩壁的相对位置也会发生改变，此时计算机失去该块危险岩壁的数据信息，计算机对该块岩壁处的报警器20进行启动，从而对危险岩壁附近的工人进行预警。

在本实施例的一种情况中，请参阅图1～4，所述安装固定组件21包括设置在插杆3内的伸缩槽4，伸缩槽4内转动连接有螺杆6，螺杆6上螺纹连接有滑动连接在伸缩槽4内的驱动杆5，驱动杆5内设置有驱动斜槽10，所述插杆3内设置有多组伸缩孔7，伸缩孔7内滑动连接有卡块8，卡块8靠近驱动杆5的一端滑动连接在驱动斜槽10内并呈斜坡设置，所述卡块8远离驱动杆5的一端设置有防滑纹9，所述螺杆6一端穿过插杆3固定连接有螺头11，所述安装固定组件21首先将插杆3插入安装孔2内，之后通过扳手旋紧螺头11带动螺杆6进行旋转，螺杆6通过与驱动杆5的螺纹连接带动驱动杆5进行升降，驱动杆5通过驱动斜槽10的设置驱动卡块8在伸缩孔7内进行伸出，从而通过卡块8对安装孔2内壁进行卡紧固定，并通过防滑纹9的设置防止插杆3脱出。

在本实施例的一种情况中，请参阅图1～4，所述角度测量组件22包括固定连接在固定块12一侧的固定筒18，转轴13另一端穿过固定块12固定连接有设置在固定筒18内的刻度盘17，所述固定筒18内安装固定有角度测量仪19，所述角度测量组件22通过转轴13带动刻度盘17进行旋转，再通过角度测量仪19对刻度盘17的旋转角度进行测量读取，并对测量结果进行读取。

在本实施例的一种情况中，请参阅图1～4，所述岩壁上安装有报警器20，所述红外测距仪15与角度测量仪19通过电信号与计算机相连接，同时计算机通过电信号与报警器20相连接，本发明中红外测距仪15与角度测量仪19将测量结果传输至计算机内，计算机通过对多组红外测距仪15与角度测量仪19的测量结果进行统计分析，从而以坐标原点1为基点，结合角度与距离对所有安装孔2的空间坐标进行定位，当岩壁发生地质变化时，岩壁的相对位置也会发生改变，此时对应岩壁上的红外测距仪15则会与相邻位置的红外测距仪15失去校准，此时红外测距仪15不再有数据信号传输，计算机失去该块危险岩壁的数据信息，此时，计算机对该块岩壁处的报警器20进行启动，从而对危险岩壁附近的工人进行预警。

本发明的工作原理是：本发明首先通过计算机对相邻安装孔2之间的水平横向间距与纵向间距进行分析，并以原点基台为基点形成一组平面坐标，之后将插杆3插入安装孔2内，之后通过扳手旋紧螺头11带动螺杆6进行旋转，螺杆6通过与驱动杆5的螺纹连接带动驱动杆5进行升降，驱动杆5通过驱动斜槽10的设置驱动卡块8在伸缩孔7内进行伸出，从而通过卡块8对安装孔2内壁进行卡紧固定，并通过防滑纹9的设置防止插杆3脱出，再通过旋拧旋钮16带动转轴13进行旋转，转轴13通过连接块14带动红外测距仪15进行旋转，从而使两组相邻的所述红外测距仪15之间相互对准，再并通过红外测距仪15对两组相邻的红外测距仪15之间距离进行测量，同时装置通过转轴13带动刻度盘17进行旋转，再通过角度测量仪19对刻度盘17的旋转角度进行测量读取，并对测量结果进行读取，之后红外测距仪15与角度测量仪19将测量结果传输至计算机内，计算机通过对多组红外测距仪15与角度测量仪19的测量结果进行统计分析，从而以坐标原点1为基点，结合角度与距离对所有安装孔2的空间坐标进行定位，当岩壁发生地质变化时，岩壁的相对位置也会发生改变，此时对应岩壁上的红外测距仪15则会与相邻位置的红外测距仪15失去校准，此时红外测距仪15不再有数据信号传输，计算机失去该块危险岩壁的数据信息，此时，计算机对该块岩壁处的报警器20进行启动，从而对危险岩壁附近的工人进行预警。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置，包括设置在岩壁上的多组安装孔，其特征在于，竖直方向的安装孔呈竖直并列设置，水平方向的安装孔呈水平并排设置，同时对相邻安装孔之间的水平横向间距与纵向间距进行记录，并导入计算机内，所述岩壁上一地质结构相对稳定点上设置有原点基台，原点基台上安装有坐标原点，还包括插杆，插杆与安装孔相互配合，所述插杆外壁上固定连接有多组固定块，固定块内转动连接有转轴，转轴上固定连接有连接块，所述转轴与固定块连接处设置有阻尼块，所述连接块一侧固定连接有红外测距仪，两组相邻的所述红外测距仪之间相互对准，所述岩壁上安装有报警器，还包括：连接在固定块一侧用于对红外测距仪校准过程中的旋转角度进行测量的角度测量组件；以及连接在插杆内用对插杆进行固定的安装固定组件。

2.根据权利要求1所述的一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置，其特征在于，所述转轴一端穿过固定块固定连接有旋钮。

3.根据权利要求1所述的一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置，其特征在于，所述安装固定组件包括设置在插杆内的伸缩槽，伸缩槽内转动连接有螺杆，螺杆上螺纹连接有滑动连接在伸缩槽内的驱动杆，驱动杆内设置有驱动斜槽，所述插杆内设置有多组伸缩孔，伸缩孔内滑动连接有卡块，卡块靠近驱动杆的一端滑动连接在驱动斜槽内并呈斜坡设置。

4.根据权利要求3所述的一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置，其特征在于，所述卡块远离驱动杆的一端设置有防滑纹。

5.根据权利要求3所述的一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置，其特征在于，所述螺杆一端穿过插杆固定连接有螺头。

6.根据权利要求1所述的一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置，其特征在于，所述角度测量组件包括固定连接在固定块一侧的固定筒，转轴另一端穿过固定块固定连接有设置在固定筒内的刻度盘，所述固定筒内安装固定有角度测量仪。

7.根据权利要求6所述的一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置，其特征在于，所述红外测距仪与角度测量仪通过电信号与计算机相连接，同时计算机通过电信号与报警器相连接。

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