CN210347547U - 敲帮问顶仪和探测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及煤炭开采技术领域，具体涉及一种敲帮问顶仪和探测系统。本实用新型公开了一种敲帮问顶仪，包括杆头和杆体；所述杆体包括子杆体和杆尾；杆体内部设置有声音采集装置、声音处理装置；所述声音采集装置位于子杆体内靠近杆头的区域；所述声音处理装置位于杆尾的外侧；所述声音处理装置与所述声音采集装置电连接，接收所述声音采集装置发送的声音信号，并对所述采集的声音信号进行处理。声音采集装置和声音处理装置，可以辅助作业人员更好地进行声音识别的工作。

Description

敲帮问顶仪和探测系统

技术领域

本实用新型实施例涉及煤炭开采技术领域，具体涉及一种敲帮问顶仪和探测系统。

背景技术

敲帮问顶是指井下生产作业开始前，作业人员用撬棍、钢钎等工具敲击作业地点顶板以发现是否浮石。如果有浮石则及时清理。在敲帮问顶的实际的操作过程当中，由于工作人员手持比较长，如果用力过大，则会造成顶端的岩石脱落，存在人身安全隐患。如果用力过小，则声音太小，听不清声音，难以准确判断

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种敲帮问顶仪和探测系统，以解决上述的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

根据本实用新型实施例的第一方面，本申请提出了一种敲帮问顶仪，包括杆头和杆体；所述杆体包括子杆体和杆尾；杆体内部设置有声音采集装置、声音处理装置；

所述声音采集装置位于子杆体内靠近杆头的区域；所述声音处理装置位于杆尾的外侧；

所述声音处理装置与所述声音采集装置电连接，接收所述声音采集装置发送的声音信号，并对所述采集的声音信号进行处理。

在一种可能的实施方式中，所述子杆体套在所述杆尾内侧，所述杆尾具有内螺纹，所述子杆体具有外螺纹，所述子杆体与所述杆尾螺纹连接。

在一种可能的实施方式中，所述声音处理装置为音量放大器；所述音量放大器设置在杆尾的外侧。

在一种可能的实施方式中，所述声音处理装置为音量比较器或者音量显示器；所述音量显示器设置在杆尾的外侧。

在一种可能的实施方式中，所述声音处理装置包括音量放大器和音量比较器；所述音量放大器与所述声音采集装置电连接，接收声音采集装置发送的声音信号。

在一种可能的实施方式中，所述声音处理装置包括音量放大器和音量显示器；所述音量放大器与所述声音采集装置电连接，接收所述声音采集装置发送的声音信号；所述音量显示器，接收所述音量放大器放大后的声音信号，显示所述放大后的声音信号。

在一种可能的实施方式中，还包括报警装置，所述报警装置与所述音量比较器电连接，在接收所述音量比较器发送的报警电信号后发出声光报警信号；

所述报警装置位于所述杆尾的外侧。

在一种可能的实施方式中，所述声音采集装置与所述杆头的距离是5-20厘米。

在一种可能的实施方式中，还包括电源，所述电源分别与所述声音采集装置、声音处理装置电连接所述电源位于所述杆尾的外侧。

第二方面，本申请还提出了一种探测系统，包括上述任一项所述的敲帮问顶仪。

本实用新型实施例具有如下优点：采样了声音采集装置和声音处理装置，可以辅助作业人员更好地进行头顶浮石的声音识别的工作，提高了安全性，提高识别效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本申请实施例提供的一种敲帮问顶工作场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种敲帮问顶仪的结构示意图；

图中：101-敲帮问顶仪；21-杆头；22-杆体；23-声音采集装置；24-声音处理装置；25-报警装置；221-子杆体；222-杆尾。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

煤炭开采领域中，安全生产是非常重要的一个环节，而煤炭开采塌方的事故，近几年屡见不鲜，主要原因是因为煤炭是在地下的开采巷道中进行，工人作业的危险性高，而敲帮问顶是一种提高安全性的方法之一，通过提前“探路”，了解巷道开采前方的虚实，如果开采巷道顶部有浮石，则敲击声会是中空的声音；音量比较高；如果顶部没有浮石，是实心的，则会发出低沉的声音，音量比较低沉。敲帮问顶就是为了及时发现浮石，从而采集措施，提高后续工作的安全性。

现有技术中的敲帮问顶仪在使用的过程中，参见附图1所示的敲帮问顶工作场景示意图，煤矿开采工人需要手持杆体，站在煤矿开采巷道的顶板下面，向上敲击岩石，如果用力过猛，如果顶部有浮石，则浮石很可能会落下，对敲帮问顶的操作人员造成危险，而如果不用力，很可能会听不清杆头与顶部岩石的撞击声。

基于此，本申请提出了一种敲帮问顶仪，参见附图2所示的敲帮问顶仪的机构示意图，该敲帮问顶仪包括：杆头21和杆体22；所述杆体22包括子杆体221和杆尾222；杆体内部设置有声音采集装置23、声音处理装置24；

其中，杆头21用来与顶部的岩石接触，敲击顶部的岩石；

所述声音采集装置23位于子杆体22内靠近杆头21的区域；所述声音处理装置24位于所述杆尾的外侧；以方便使用者收听或者观看处理后的声音信号。与所述声音采集装置23电连接，接收所述声音采集装置23发送的声音信号，并对所述采集的声音信号进行处理。

其中，声音采集装置23可是采用麦克风实现，也可以采用声音传感器实现；并且尽量靠前设置，靠近杆头的区域，但是考虑到杆头要接触顶部岩石，考虑到安全性，距离杆头的距离可以在5厘米到20厘米之间。具体的值可以灵活设置，本申请不做限制，能够尽可能清晰地采集到声音即可。

麦克风将采集的声音信号传送给后端的声音处理装置24，通过对声音进行处理，能够方便用户听到或者看到采集的声音信号的相关的信息。从而方便作业人员更好地确认该声音是否正常，从而确定该杆头触击的石头是否是浮石。

在一种可能的实施方式中，本申请的杆体22是可以伸缩的，子杆体221套在所述杆尾222内侧，所述杆尾222具有内螺纹，所述子杆体221具有外螺纹，所述子杆体221与所述杆尾222螺纹连接。使用时，旋转子杆体221，可以调节子杆体221伸出杆尾222的长度，操作人员可以根据矿坑的高度灵活调节子杆体221伸出的长度。

在一种可能的实施方式中，所述声音处理装置24为音量放大器。所述音量放大器24设置在杆尾的外侧；音量放大器是一种常用的放大音量的装置，与前端的采集装置23电连接，接收采集装置23发送的声音信号，并进行放大。因为考虑到开采巷道内部的危险性，操作人员在进行敲帮问顶的时候，尽量不要太用力敲击顶端的岩石，以免造成用力过猛而导致岩石脱落的风险。而如果用力过小，则敲击岩石的声音则会很小。音量放大器设置在杆尾，与人体近距离，并且将声音放大，从而方便工作人员能够更好地听清楚声音，提高了效果。

对声音进行处理还可以包括将声音视觉化，即显示出音量的大小。声音处理装置有以下两种实现方式，一种方式是音量显示器，可以显示出音量的大小，所述音量显示器设置在杆尾的外侧。作业人员通过观察音量的大小，可以辅助作业人员判断该石头是否是浮石。还可以采取比较智能的方式，在一种可能的实施方式中，所述声音处理装置24为音量比较器。如果与报警装置25联合使用，更能提高智能化的效果。所述报警装置25与所述音量比较器电连接，接收所述音量比较器发送的报警电信号。

音量比较器是一种内置了比较复杂的比较程序的一种声音处理装置，可以比较接收的音量与预先存储的音量的大小关系，如果接收的音量大于预先存储的音量，则音量比较器可以向报警装置发出电信号，通知报警装置开启报警。

音量比较器也可以采用电压比较器来实现。同时输入两个电压信号，一个是预置的恒定的电压信号，代表了音量的标准值；另一个是反应音量大小的电压信号，比较两个电压信号，输出端可以输出高电平或者低电平。用输出端再连接报警电路，从而可以驱动报警电路工作，实现了音量的比较。比如，当采集的音量大于标准音量时，比较器输出高电平，报警电路报警。此种方式，无需作业人员亲自判断，只需要音量比较器和报警装置就能够实现敲帮问顶的工作。

为了提高音量比较器的输出的准确率，在一种可能的实施方式中，所述声音处理装置24包括音量放大器和音量比较器；比如，音量放大器可以采用现有的音频放大器实现，比如，TEA2025便携式音频放大器。音量比较器可以对放大之后的音量与预存的标准值进行比较，输出一个比较结果，如果大于标准值，则比较器向报警装置发送高电平，触发报警装置报警；比较器可以采用芯片LM339实现。该音量放大器和音量比较器可以设置在杆体的内部，而报警装置可以设置在杆体的外部，优选地，设置在杆尾的外部，报警装置可以为蜂鸣器，也可以是语音报警装置。

所述音量放大器与所述声音采集装23电连接，接收声音采集装置23发送的声音信号。通过音量放大器的放大，音量比较器接收到一个经过放大之后的音量信号，接收到的音量信号更加清晰，能够提高比较器的输出精度。

为了能够提高显示器的显示精度，在一种可能的实施方式中，所述声音处理装置包括音量放大器和音量显示器；其中，音量显示器可以采用AS60双60段专业LED电平音量显示器。在LED屏幕上动态显示音量的大小。音量显示设置在杆体的外部，便于观察。从而使得工人通过观看LED屏上的显示的音量的波形图来判断声音。

所述音量放大器与所述声音采集装置23电连接，接收并显示所述声音采集装置23发送的声音信号。

在一种可能的实施方式中，还包括电源，为所述声音采集装置23和声音处理装置24供电。所述电源设置在杆尾的外部的电池盒中，便于更换。还包括开关装置，连接在电源和声音处理装置24和声音采集装置23之间，开关闭合，声音处理装置24和声音采集装置23有电工作，开关断开，声音处理装置24和声音采集装置23无电不工作。开关装置优选设置在杆尾的外部。

第二方面，本申请还提出了一种探测系统，包括上述的敲帮问顶仪。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种敲帮问顶仪，其特征在于，包括杆头和杆体；所述杆体包括子杆体和杆尾；杆体内部设置有声音采集装置、声音处理装置；

所述声音采集装置位于子杆体内靠近杆头的区域；所述声音处理装置位于杆尾的外侧；

所述声音处理装置与所述声音采集装置电连接，接收所述声音采集装置发送的声音信号，并对所述采集的声音信号进行处理。

2.如权利要求1所述的敲帮问顶仪，其特征在于，所述子杆体套在所述杆尾内侧，所述杆尾具有内螺纹，所述子杆体具有外螺纹，所述子杆体与所述杆尾螺纹连接。

3.如权利要求1所述的敲帮问顶仪，其特征在于，所述声音处理装置为音量放大器；所述音量放大器设置在杆尾的外侧。

4.如权利要求1所述的敲帮问顶仪，其特征在于，所述声音处理装置为音量比较器或者音量显示器；所述音量显示器设置在杆尾的外侧。

5.如权利要求1所述的敲帮问顶仪，其特征在于，所述声音处理装置包括音量放大器和音量比较器；所述音量放大器与所述声音采集装置电连接，接收声音采集装置发送的声音信号。

6.如权利要求1所述的敲帮问顶仪，其特征在于，所述声音处理装置包括音量放大器和音量显示器；

所述音量放大器与所述声音采集装置电连接，接收所述声音采集装置发送的声音信号；

所述音量显示器，接收所述音量放大器放大后的声音信号，显示所述放大后的声音信号。

7.如权利要求5所述的敲帮问顶仪，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置与所述音量比较器电连接，在接收所述音量比较器发送的报警电信号后发出声光报警信号；

所述报警装置位于所述杆尾的外侧。

8.如权利要求1所述的敲帮问顶仪，其特征在于，所述声音采集装置与所述杆头的距离是5-20厘米。

9.如权利要求1所述的敲帮问顶仪，其特征在于，还包括电源，所述电源分别与所述声音采集装置、声音处理装置电连接所述电源位于所述杆尾的外侧。

10.一种探测系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的敲帮问顶仪。

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