[发明专利]煤矿用钻屑法检测冲击危险性自动化分析系统和方法无效

专利信息
申请号: 201210448876.3 申请日: 2012-11-12
公开(公告)号: CN102913286A 公开(公告)日: 2013-02-06
发明(设计)人: 王佳良;姜福兴;刘伟健;武颖奎 申请(专利权)人: 北京安科兴业科技有限公司
主分类号: E21F17/18 分类号: E21F17/18
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 100083 北京市海*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 煤矿 用钻屑法 检测 冲击 危险性 自动化 分析 系统 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及钻屑法的冲击地压危险性自动化分析系统和方法,用于煤矿动力灾害检测和预警。

背景技术

在冲击地压危险性监测预警领域,目前国内外的现场预报主要以钻屑法为主。钻屑法(煤粉钻孔法)是通过在煤层中钻一小直径(40~50mm)钻孔,根据其排出的煤粉量和变化规律以及宏观动力现象鉴别冲击危险性的一种实用可靠方法。

抚顺矿务局冲击地压研究组、阜新矿业学院冲击地压研究组和抚顺矿务局龙凤矿冲击地压研究组于1985年在《阜新矿业学院学报》上发表了“钻屑法的研究研究和应用”论文,利用自制的围压装置进行的实验室试验、以及理论计算结果,试验研究出钻屑法一整套确定冲击危险指标和判断冲击危险程度的方法和手段,具体给出了龙凤矿开采冲击地压危险煤层检测标准和冲击指标,并在龙凤煤矿进行了应用。

赵阳升教授等于1987年在《岩土工程学报》上发表了“钻屑法监测围岩压力的探索”论文,论证了钻屑量变化与围岩应力存在一定的关系。于1989年发表了“冲击地压临界钻粉量研究”论文,研究了不同地质条件下钻粉量的变化规律。

目前,国内外在应用钻屑法进行冲击危险性检验时,主要是通过“一块布、一杆秤、一支笔、一张纸”的方法实现,即打钻工人把一块布铺在钻杆排粉出口正下方的地面上,每钻进一米,工人就把该米钻进过程中出现的顶钻、卡钻、吸钻和煤炮等宏观现象的次数记录在统计表内,并且每一米钻杆钻进结束,就把布上的钻粉用称称量,把称量结果记录在统计表内。继续钻进,工人重复上面方法进行数据统计。该方法进行冲击危险性评判其缺点是实施过程中操作人员的危险性大、工作量大、因人而异的操作误差,从而导致评判结果的不准确性,不可靠性和不科学性。

目前,国内外还没有钻屑法判断冲击地压智能化装置或系统。为了解决基于钻屑法的冲击危险性评判智能化水平低,检测过程危险性大和工作量大,克服因人而异的操作误差,发明煤矿用钻屑法检测冲击地压危险性自动化分析系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于钻屑法的冲击危险性智能评判系统,该系统能够广泛适用于钻屑法的冲击地压危险性检验,基于钻屑法,实现冲击危险性检验的规范、可靠、安全、简洁。

一种基于钻屑法的冲击危险性智能评判系统,该系统包括如下三部分:第一部分:自动化称重箱;第二部分:手持式操作器;第三部分:数据处理软件。通过以上三部分协同工作实现冲击危险性的智能化判断。

智能化称重箱由集料装置、重量传感器、数字式显示表、自动卸料装置和数据无线收发模块五部分组成。称重箱通过以上五部分实现了电子化煤粉称重及智能化数据收发。重量传感器与集料装置通过有效的接触来测得落入集料箱内钻屑的重量。传感器与数字仪表之间由屏蔽线相连。直线电机控制自动卸料装置,直线电机接收从手持式操作器发送过来的卸料舱门开启信号,当卸料完毕时舱门自动关闭。无线收发模块与数字式显示表之间通过485通讯接口相连,可以通过此接口控制仪表清零和复位等相关操作。

集料装置采用类漏斗式设计用以收集打钻过程中螺旋钻杆排出的煤粉,集料箱具有自动卸料功能。

集料箱底部为37°倾角,同时开有出料舱口,使所采集的煤粉通过带有角度的倾斜底面都集中到出料舱口,出料口下端有一与电机传动装置相连的挡板,从而可以通过电机的正反向转动实现自动卸料功能。

重量传感器负责采集集料箱内煤粉的重量数据,采用悬臂梁设计,以实现动态条件下称重的准确性。

数字式显示表采用隔爆设计,能够把煤粉重量实时数字化显示出来。

数字显示仪表以单片机为主要部件,用汇编语言进行软件设计,硬件则以传感器、放大系统、A/D转换系统、CPU控制系统、LED显示系统、通讯接口电路及键盘控制系统七个部分组成。

当传感器受力后发生形变,四个应变片接成桥式测量电路,在激励电压的作用下,输出信号发生正比例变化。A/D传感器输出的信号经过LC滤波进入运放,由反馈网络控制放大倍数,得到稳定的信号。经过格力电阻和电容滤波在进入有缘滤波器整形后进入A/D的模拟输入信号进行模数转换,A/D必须有稳定的工作电压,稳定的基准电压和稳定的低漂移输入信号,标准的时钟信号,在单片机的控制下转换出数字信号(BCD)码。INTO/INT1中断信号使系统识别被测对象的变化。

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