CN219220519U - 一种井下塌方检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种井下塌方检测装置，包括矿井围岩、至少一个防护支架与至少一个检测壳体，所述矿井围岩包括上围岩、下围岩、第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁与第二侧壁的两端分别独立地连接所述上围岩与下围岩；所述防护支架通过若干锚杆组件连接所述上围岩，所述检测壳体固定于所述第一侧壁或第二侧壁上，所述检测壳体内设置有张紧组件与压力检测组件，所述张紧组件的一端连接所述锚杆组件，另一端通过固定件固定于所述检测壳体内，所述张紧组件处于张紧状态，所述压力检测组件用于检测所述张紧组件受到的压力。本实用新型能够检测煤矿是否发生塌方，有效提升了检测准确性，能够及时撤离人员与设备，避免发生安全事故。

Description

一种井下塌方检测装置

技术领域

本实用新型属于煤矿井下安全检测技术领域，涉及一种井下塌方检测装置。

背景技术

在煤矿生产中，由于煤矿都埋藏在地下，井下开采成为了最为重要的开采方式，煤矿在地下的分布状况十分复杂多变，很多时候都找不到分布规律，这就要求开采人员对地形、地质进行深入勘探，充分掌握煤矿分布情况。其中，矿井塌方事故是煤炭开采事故中危害性和死亡率最高的矿难之一，带来的经济损失以及人员伤亡都是不可估计的。

塌方是指隧道、矿井在自然力作用下，出现的塌陷下坠的自然现象，通常由于煤矿的井壁稳定性差、碳层硬度过低、碳层内部出现裂痕，或矿井碳层湿度过大造成。在发生塌方事故时，由于求援设备短缺，井上求援人员无法准确定位被困人员的具体位置，拖延营救时间，导致大量的人员伤亡与严重的经济损失。因此，在煤炭开采过程中，煤矿井下塌方检测尤为重要。

现有的煤矿井下塌方检测装置通常是通过大量通信电缆来连接检测装置中的各类检测模块，使得检测装置的安装、检测和维护都非常麻烦，在长期使用后，通信电缆容易出现断裂或破损，极大降低了煤矿井下塌方检测的准确性，且很难实施连续、实时、动态的监测，造成信息延迟，无法及时发现塌方问题。

因此，提供一款井下塌方检测装置，实现多方位检测，及时发现塌陷的潜在危险，疏散工作人员与设备，对于井下安全生产是非常重要的。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种井下塌方检测装置，利用张紧组件与压力监测组件实时反映锚杆组件受到的压力，以检测煤矿是否发生塌方，有效提升了检测准确性，能够及时撤离人员与设备，避免发生安全事故。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种井下塌方检测装置，所述井下塌方检测装置包括矿井围岩、至少一个防护支架与至少一个检测壳体，所述矿井围岩包括上围岩、下围岩、第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁与第二侧壁的两端分别独立地连接所述上围岩与下围岩；

所述防护支架通过若干锚杆组件连接所述上围岩，所述检测壳体固定于所述第一侧壁或第二侧壁上，所述检测壳体内设置有张紧组件与压力检测组件，所述张紧组件的一端连接所述锚杆组件，另一端通过固定件固定于所述检测壳体内，所述张紧组件处于张紧状态，所述压力检测组件用于检测所述张紧组件受到的压力。

本实用新型中防护支架通过锚杆组件对煤矿的上围岩进行支护，提高了井下墙体的支撑强度，保证工作人员与井下设备的安全，提高井下工作的安全性，在井下开采过程中，保持检测壳体内与锚杆组件连接的张紧组件始终处于张紧状态，当煤矿上围岩发生塌陷时，对锚杆组件产生压力，导致张紧组件压力变化，压力检测组件实时监测张紧组件所受压力，以反映煤矿是否发生塌方，以及塌陷程度，有效提升了检测准确性，能够及时撤离人员与设备，避免发生安全事故。

需要说明的是，本实用新型中矿井围岩的上围岩、第一侧壁、下围岩与第二侧壁依次连接形成井下工作空间，为井下工人开采、设备运作以及物料运输提供宽敞的操作空间，保证井下工作的正常运行。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述防护支架包括顶板、第一支柱与第二支柱，所述第一支柱的一端转动连接所述顶板，另一端通过第一电磁锁固定于所述第一侧壁，所述第二支柱的一端转动连接所述顶板，另一端通过第二电磁锁固定于所述第二侧壁，所述顶板通过所述锚杆组件连接所述上围岩。

本实用新型中第一支柱的一端通过第一轴承转动连接顶板，另一端通过第一电磁锁固定在第一侧壁上，同时第二支柱的一端通过第二轴承转动连接顶板，另一端通过第二电磁锁固定在第二侧壁上，为避免工作人员或设备与防护支架发生碰撞、脱落的安全隐患，可采用第一电磁锁与第二电磁锁将第一支柱与第二支柱沿顶板的水平方向进行固定，拓宽了操作空间，提高工作安全性。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述第一支柱与第二支柱的高度均大于所述上围岩与下围岩之间的距离。

需要说明的是，本实用新型中第一支柱与第二支柱的高度可以相同，也可以不同。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述压力检测组件分别电性连接所述第一电磁锁与第二电磁锁；所述压力检测组件检测到所述张紧组件受到的压力大于阈值时，所述第一电磁锁与第二电磁锁开启，使得所述第一支柱与第二支柱远离所述顶板的一端下落进行支撑。

需要说明的是，本实用新型中所述的阈值是指技术人员根据对煤矿开采地环境、地质情况、井下环境、矿井大小以及塌方或下沉时间进行评估，分析得到的发生塌方或下沉的极限压力值。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述下围岩的表面还设置有第一限位件与第二限位件，所述第一限位件与第二限位件分别用于固定所述第一支柱与第二支柱下落的一端。

本实用新型在使用过程中，压力检测组件检测到张紧组件受到的压力大于阈值时，第一电磁锁与第二电磁锁同时开启，使得第一支柱的一端以第一轴承为中心转动，另一端下落，并利用第一限位件固定在下围岩，同时第二支柱的一端以第二轴承为中心转动，另一端下落，并利用第二限位件固定在下围岩进行支撑。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述检测壳体的外壁设置有报警组件，所述报警组件电性连接所述压力检测组件；所述压力检测组件检测到所述张紧组件受到的压力大于阈值时，使得所述报警组件发出警报。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述报警组件包括警示灯或蜂鸣器。

本实用新型在使用过程中，压力检测组件检测到张紧组件受到的压力大于阈值时，报警组件发出警报，以提示井下工作人员与设备及时撤离至安全地带。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述检测壳体部分嵌入所述第一侧壁或第二侧壁的墙体内。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述固定件固定连接所述第一侧壁或第二侧壁。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述防护支架的数量为至少两个，至少两个所述防护支架沿所述矿井围岩的长度方向依次排列设置，所述检测壳体与所述防护支架一一对应。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种井下塌方检测装置，防护支架通过锚杆组件对煤矿的上围岩进行支护，提高了井下墙体的支撑强度，保证工作人员与井下设备的安全，提高井下工作的安全性，在井下开采过程中，保持检测壳体内与锚杆组件连接的张紧组件始终处于张紧状态，当煤矿上围岩发生塌陷时，对锚杆组件产生压力，导致张紧组件压力变化，压力检测组件实时监测张紧组件所受压力，以反映煤矿是否发生塌方，以及塌陷程度，有效提升了检测准确性，能够及时撤离人员与设备，避免发生安全事故。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施方式提供的第一支柱与第二支柱下落前的结构示意图；

图2为本实用新型一个具体实施方式提供的第一支柱与第二支柱下落后的结构示意图。

其中，1-上围岩；2-下围岩；3-第一侧壁；4-第二侧壁；5-防护支架；6-检测壳体；7-锚杆组件；8-张紧组件；9-压力检测组件；10-顶板；11-第一支柱；12-第二支柱；13-第一电磁锁；14-第二电磁锁；15-第一限位件；16-第二限位件；17-报警组件；18-固定件。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种井下塌方检测装置，如图1所示，包括矿井围岩、至少一个防护支架5与至少一个检测壳体6，所述矿井围岩包括上围岩1、下围岩2、第一侧壁3与第二侧壁4，所述第一侧壁3与第二侧壁4的两端分别独立地连接所述上围岩1与下围岩2。矿井围岩的上围岩1、第一侧壁3、下围岩2与第二侧壁4依次连接形成井下工作空间，为井下工人开采、设备运作以及物料运输提供宽敞的操作空间，保证井下工作的正常运行。

所述防护支架5通过若干锚杆组件7连接所述上围岩1，所述检测壳体6固定于所述第一侧壁3或第二侧壁4上，所述检测壳体6内设置有张紧组件8与压力检测组件9，所述张紧组件8的一端连接所述锚杆组件7，另一端通过固定件18固定于所述检测壳体6内，所述张紧组件8处于张紧状态，所述压力检测组件9用于检测所述张紧组件8受到的压力。

本实用新型中防护支架5通过锚杆组件7对煤矿的上围岩1进行支护，提高了井下墙体的支撑强度，保证工作人员与井下设备的安全，提高井下工作的安全性。所述检测壳体6部分嵌入所述第一侧壁3或第二侧壁4的墙体内，固定件18固定连接所述第一侧壁3或第二侧壁4，以提高检测壳体6的固定强度，避免发生脱落。在井下开采过程中，保持检测壳体6内与锚杆组件7连接的张紧组件8始终处于张紧状态，当煤矿上围岩1发生塌陷时，对锚杆组件7产生压力，导致张紧组件8压力变化，压力检测组件9实时监测张紧组件8所受压力，以反映煤矿是否发生塌方，以及塌陷程度，有效提升了检测准确性，能够及时撤离人员与设备，避免发生安全事故。

在一些实施方式中，如图1所示，所述防护支架5包括顶板10、第一支柱11与第二支柱12，所述第一支柱11的一端转动连接所述顶板10，另一端通过第一电磁锁13固定于所述第一侧壁3，所述第二支柱12的一端转动连接所述顶板10，另一端通过第二电磁锁14固定于所述第二侧壁4，所述顶板10通过所述锚杆组件7连接所述上围岩1。所述第一支柱11与第二支柱12的高度均大于所述上围岩1与下围岩2之间的距离。本实用新型中第一支柱11与第二支柱12的高度可以相同，也可以不同。

本实用新型中第一支柱11的一端通过第一轴承转动连接顶板10，另一端通过第一电磁锁13固定在第一侧壁3上，同时第二支柱12的一端通过第二轴承转动连接顶板10，另一端通过第二电磁锁14固定在第二侧壁4上，为避免工作人员或设备与防护支架5发生碰撞、脱落的安全隐患，可采用第一电磁锁13与第二电磁锁14将第一支柱11与第二支柱12沿顶板10的水平方向紧贴顶板10进行固定，拓宽了操作空间，提高工作安全性。本领域技术人员可以根据实际情况调整第一轴承与第二轴承的安装位置，可将第一轴承与第二轴承安装于同一个主轴上，也可以将第一轴承与第二轴承独立地安装于不同的主轴上。

在一些实施方式中，如图2所示，所述压力检测组件9分别电性连接所述第一电磁锁13与第二电磁锁14；所述压力检测组件9检测到所述张紧组件8受到的压力大于阈值时，所述第一电磁锁13与第二电磁锁14开启，使得所述第一支柱11与第二支柱12远离所述顶板10的一端下落进行支撑。本领域技术人员可通过软硬件以及机电控制技术实现压力检测组件9分别与第一电磁锁13和第二电磁锁14的电性连接，例如设置控制器，使得压力检测组件9连接至控制器的输入端，第一电磁锁13与第二电磁锁14独立地通过继电器连接至控制器的输出端，上述所做出的描述不构成对本实用新型保护范围的进一步限定，也即，现有技术中已公开或新技术中未公开的电性连接方式均可用于本实用新型中，不限于具有以上结构的操作模块，只要能实现相同或相似功能的电性连接方式，可以任意替换，替换后得到的技术方案同样落入本实用新型的保护范围和公开范围内。

本实用新型中所述下围岩2的表面还设置有第一限位件15与第二限位件16，所述第一限位件15与第二限位件16分别用于固定所述第一支柱11与第二支柱12下落的一端。本实用新型在使用过程中，压力检测组件9检测到张紧组件8受到的压力大于阈值时，第一电磁锁13与第二电磁锁14同时开启，使得第一支柱11的一端以第一轴承为中心转动，另一端下落，并利用第一限位件15固定在下围岩2，同时第二支柱12的一端以第二轴承为中心转动，另一端下落，并利用第二限位件16固定在下围岩2进行支撑。当第一轴承与第二轴承安装于同一个主轴上时，第一支柱11与第二支柱12下落后，与顶板10之间形成三角形结构；当第一轴承与第二轴承独立地安装于不同的主轴上时，第一支柱11与第二支柱12下落后，与顶板10之间形成梯形结构，以增强支撑强度。

其中，技术人员对煤矿开采地环境、地质情况、井下环境、矿井大小以及塌方或下沉时间进行评估，分析得到发生塌方或下沉的极限压力值，根据极限压力值设定阈值，在张紧组件8所受压力达到阈值时，作出相应的措施。

在一些实施方式中，所述检测壳体6的外壁设置有报警组件17，所述报警组件17电性连接所述压力检测组件9；所述压力检测组件9检测到所述张紧组件8受到的压力大于阈值时，使得所述报警组件17发出警报。所述报警组件17包括警示灯或蜂鸣器。本实用新型在使用过程中，压力检测组件9检测到张紧组件8受到的压力大于阈值时，报警组件17发出警报，以提示井下工作人员与设备及时撤离至安全地带。

在一些实施方式中，所述防护支架5的数量为至少两个，至少两个所述防护支架5沿所述矿井围岩的长度方向依次排列设置，所述检测壳体6与所述防护支架5一一对应。

防护支架5通过锚杆组件7对煤矿的上围岩1进行支护，提高了井下墙体的支撑强度，保证工作人员与井下设备的安全，提高井下工作的安全性，在井下开采过程中，保持检测壳体6内与锚杆组件7连接的张紧组件8始终处于张紧状态，当煤矿上围岩1发生塌陷时，对锚杆组件7产生压力，导致张紧组件8压力变化，压力检测组件9实时监测张紧组件8所受压力，以反映煤矿是否发生塌方，以及塌陷程度，有效提升了检测准确性，能够及时撤离人员与设备，避免发生安全事故。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种井下塌方检测装置，其特征在于，所述井下塌方检测装置包括矿井围岩、至少一个防护支架与至少一个检测壳体，所述矿井围岩包括上围岩、下围岩、第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁与第二侧壁的两端分别独立地连接所述上围岩与下围岩；

所述防护支架通过若干锚杆组件连接所述上围岩，所述检测壳体固定于所述第一侧壁或第二侧壁上，所述检测壳体内设置有张紧组件与压力检测组件，所述张紧组件的一端连接所述锚杆组件，另一端通过固定件固定于所述检测壳体内，所述张紧组件处于张紧状态，所述压力检测组件用于检测所述张紧组件受到的压力。

2.根据权利要求1所述的井下塌方检测装置，其特征在于，所述防护支架包括顶板、第一支柱与第二支柱，所述第一支柱的一端转动连接所述顶板，另一端通过第一电磁锁固定于所述第一侧壁，所述第二支柱的一端转动连接所述顶板，另一端通过第二电磁锁固定于所述第二侧壁，所述顶板通过所述锚杆组件连接所述上围岩。

3.根据权利要求2所述的井下塌方检测装置，其特征在于，所述第一支柱与第二支柱的高度均大于所述上围岩与下围岩之间的距离。

4.根据权利要求2所述的井下塌方检测装置，其特征在于，所述压力检测组件分别电性连接所述第一电磁锁与第二电磁锁；

所述压力检测组件检测到所述张紧组件受到的压力大于阈值时，所述第一电磁锁与第二电磁锁开启，使得所述第一支柱与第二支柱远离所述顶板的一端下落进行支撑。

5.根据权利要求4所述的井下塌方检测装置，其特征在于，所述下围岩的表面还设置有第一限位件与第二限位件，所述第一限位件与第二限位件分别用于固定所述第一支柱与第二支柱下落的一端。

6.根据权利要求1所述的井下塌方检测装置，其特征在于，所述检测壳体的外壁设置有报警组件，所述报警组件电性连接所述压力检测组件；

所述压力检测组件检测到所述张紧组件受到的压力大于阈值时，使得所述报警组件发出警报。

7.根据权利要求6所述的井下塌方检测装置，其特征在于，所述报警组件包括警示灯或蜂鸣器。

8.根据权利要求1所述的井下塌方检测装置，其特征在于，所述检测壳体部分嵌入所述第一侧壁或第二侧壁的墙体内。

9.根据权利要求1所述的井下塌方检测装置，其特征在于，所述固定件固定连接所述第一侧壁或第二侧壁。

10.根据权利要求1所述的井下塌方检测装置，其特征在于，所述防护支架的数量为至少两个，至少两个所述防护支架沿所述矿井围岩的长度方向依次排列设置，所述检测壳体与所述防护支架一一对应。

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