[发明专利]一种智能电子敲帮问顶便携式仪器

说明书

本发明公开了一种智能电子敲帮问顶便携式仪器，是为了解决现有技术对矿井作业面、巷道侧壁的片帮、冒顶事故预报精度有限，且具有一定的滞后性，不能进行及时预判的问题，该仪包括撑杆、电磁激振器、传感器、固定架及主机；所述固定架固定在撑杆的前端；所述电磁激振器和传感器并排固定安装在固定架上，并通过航插和线缆与主机电连接，或与主机采用无线通讯。本发明改变了目前对顶板、侧帮探测的方法，能最大限度的靠近目标体，省时省力；电磁激振器可与敲击面较好地耦合，能使接收到的信号更精准可靠；改变了传统弹性波检测仪器的激发接收等操作模式，设计小巧，不用放炮或锤击，工作人员能根据探测需求抱着主机及时跟踪测量。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探仪器领域，特别涉及一种电子敲帮问顶仪，其用于预测预报矿井作业面、巷道侧壁因矿山压力作用变形而发生片帮、冒顶事故的发生。

背景技术

矿井作业面、巷道侧壁在矿山压力作用下变形，破坏而脱落的现象称为片帮，顶部垮落称为冒顶，二者常同时发生。由于某些矿区地质条件复杂，以及采矿不科学、不合理的操作等原因促使冒顶片帮事故频发，冒顶片帮约占采矿作业事故的40%以上。目前，对片帮冒顶的预测预报通常由矿工进行“敲帮问顶”作业（如查看顶板下沉时是否并伴有响声、裂缝、片帮、掉渣、支架折断等现象），这种方法受主观因素影响大，且人为误判易造成不必要的事故发生。另外，敲帮问顶方法还包括木楔法（在顶板裂隙中钉入一块小木楔，如果顶板变形、裂隙增大，小木楔会自动落下或松动，说明顶板有冒落危险）、标记法（将黄泥、油漆、水泥砂浆抹在顶板裂隙上，观察其变化，也能反映出顶板变形情况）、信号柱法（在采场每隔7～10m用兰根毛竹(或木柱)支撑在顶底板之间，如果发现毛竹(或木柱)压裂，发出响声，说明顶板下沉有冒落危险），但此类方法为传统手段，预报精度有限，且具有一定的滞后性，不能进行超前预判。顶板离层监测仪是现代矿井常用的方法，采用分布式布点，通过钻孔内机械式多点位移计进行连续监测钻孔岩层位移量，进行人工测量或电子测量，由于需要布点、打孔、预埋位移计、监测等流程，具有盲区大、成本高，没有及时性和便携性功能。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足，提出一种能减少人为干扰，并能利用一种简便可行的电子激震、接收弹性波方式来预测预报巷道冒顶和片帮事故的发生。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种智能电子敲帮问顶便携式仪器，包括撑杆、电磁激振器、传感器、固定架及主机；所述固定架固定在撑杆的前端；所述电磁激振器和传感器并排固定安装在固定架上，并通过航插和线缆与主机电连接，或与主机采用无线通讯。

进一步，所述固定架和撑杆采用非金属材质制作，其中撑杆中部设伸缩扣。

进一步，所述电磁激振器两侧设有泡棉。

进一步，所述传感器安装有两个，可采用速度传感器、加速度传感器或MEMS传感器，其后部分别安装在弹簧上，经弹簧固定于固定架。

本发明的工作原理：利用弹性波的传播特性与巷帮、顶板岩性节理发育情况、离层空间大小、受力破碎程度有较好的相关性，故可通过主动激发弹性波，获取巷帮、顶板激震点弹性波的波形、频率、振幅响应特征，进行快速无损检测，从而快速、高效评价巷帮、顶板稳定性，完成“敲帮问顶”作业。

本发明的有益效果：第一，撑杆的设计，改变了传统对顶板、侧帮探测的难度，能最大限度的让本发明靠近目标体，省时省力；第二，在电磁激振器两边安放有泡棉及在传感器上安装有弹簧，能让本发明更好的与敲击面进行耦合，能使接收到的信号更精准可靠；第三，改变了传统弹性波仪器的操作模式（自动激发接收），本发明设计小巧，不用放炮或锤击，工作人员能根据探测需求抱着主机及时跟踪测量。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明撑杆示意图。