[发明专利]矿用一孔多指标智能预警冲击地压系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿监测技术领域，具体涉及一种矿用一孔多指标智能预警冲击地压系统及方法。

背景技术

冲击地压是指煤岩体在受外界扰动瞬间失稳破坏时，释放出很大能量而引起的以猛烈震动和爆发式破坏为特征的矿山动力现象，是煤矿开采过程中发生的一大灾害事故，随着煤矿资源开采深度、强度的增加和开采条件的复杂化，冲击地压灾害严重威胁着煤矿的安全生产，冲击地压的预警技术的研究已显得十分紧迫。

在冲击地压危险性检验预警领域，目前国内外的现场预报以钻屑法为主，然而目前的利用钻屑法预警冲击地压危险的系统具有以下缺点：预警指标单一，仅对钻屑量一种指标进行测量，而无法对冲击地压有影响的钻屑温度、钻杆扭矩、钻机推力等指标进行测量；不能进行连续监测，从而导致有用信息遗漏而出现漏报；采用手持式钻机打钻操作过程中操作人员工作量大，煤尘和瓦斯喷口会给操作过程中操作人员带来危险，且进钻时煤电钻把握不稳产生剧烈颤动，预测时钻杆发生颤动使得钻孔实际孔径远远大于42mm，造成钻屑指标的不精确；使用布对钻屑进行收集，钻屑容易被风吹走，使得钻屑量变小；采用笔、纸记录钻屑量数值和绘制钻屑量曲线，智能水平低，容易产生操作误差，从而导致评判结果的不准确性、不可靠性和不科学性。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明提出一种矿用一孔多指标智能预警冲击地压系统及方法，以达到提高预警准确性、避免冲击地压指标漏报、增加工作人员安全性和提高预警效率的目的。

一种矿用一孔多指标智能预警冲击地压系统，包括红外温度传感器支架、红外温度传感器、第一信号调理器、第二信号调理器、第三信号调理器、第四信号调理器、无纸记录仪和报警器，还包括钻孔装置和钻屑收集测量装置；其中，

所述钻孔装置包括双杆式支撑架、岩石电钻导轨架、岩石电钻电机、扭矩-推力传感器、止转器、钻杆和钻头；钻屑收集测量装置包括集料箱、集料箱挂钩、称重传感器支架和称重传感器；

所述双杆式支撑架包括第一可伸缩支撑架、第二可伸缩支撑架、第一横梁和第二横梁；

所述第一可伸缩支撑架放置在测试孔前端的地面上，第二可伸缩支撑架放置在第一可伸缩支撑架与测试孔之间的地面上，第一可伸缩支撑架固定设置有第一横梁，第一横梁与第一可伸缩支撑架垂直放置，第二可伸缩支撑架固定设置有第二横梁，第二横梁与第二可伸缩支撑架垂直放置，岩石电钻导轨架放置在第一横梁和第二横梁的上端，贴紧第一可伸缩支撑架和第二可伸缩支撑架并固定，岩石电钻电机的导轨底座与岩石电钻导轨架的导轨嵌合连接；所述的岩石电钻电机的钻杆接口与扭矩-推力传感器一端的螺纹端口进行螺纹连接，岩石电钻电机的钻杆接口与扭矩-推力传感器的连接处设置有凹槽，止转器插入到凹槽中并固定，扭矩-推力传感器另一端的螺纹端口与钻杆的一端进行螺纹连接，钻杆的另一端与钻头进行螺纹连接；

所述称重传感器支架固定设置于测试孔上端的煤壁，称重传感器设置于称重传感器支架的上端，称重传感器的称重端口设置有集料箱挂钩，所述集料箱挂钩挂有两条悬吊挂钩，上述两条悬吊挂钩分别穿过集料箱的两侧侧壁并固定；

所述红外温度传感器支架设置于钻孔装置的一侧，红外温度传感器固定设置于红外温度传感器支架的上端，红外温度传感器的测温探头对准所设置测试孔。

所述钻孔装置内部的扭矩-推力传感器的扭矩输出端连接第一信号调理器的输入端，第一信号调理器的输出端连接无纸记录仪的第一输入端，无纸记录仪的第一输出端连接报警器的第一输入端；钻孔装置内部的扭矩-推力传感器的推力输出端连接第二信号调理器的输入端，第二信号调理器的输出端连接无纸记录仪的第二输入端，无纸记录仪的第二输出端连接报警器的第二输入端；红外温度传感器的输出端连接第三信号调理器的输入端，第三信号调理器的输出端连接无纸记录仪的第三输入端，无纸记录仪的第三输出端连接报警器的第三输入端；钻屑收集测量装置内部的称重传感器输出端连接第四信号调理器的输入端，第四信号调理器的输出端连接无纸记录仪的第四输入端，无纸记录仪的第四输出端连接报警器的第四输入端。

所述集料箱底部设置有卸料扳手和卸料口。

所述扭矩-推力传感器、称重传感器、红外温度传感器、无纸记录仪和报警器均安装有防爆外壳。

采用矿用一孔多指标智能预警冲击地压系统进行的预警方法，包括以下步骤：

步骤1、根据实际需求，在煤壁设置多个测试孔，将矿用一孔多指标智能预警冲击地压系统放置在测试孔的前端；

步骤2、开启系统，推动岩石电钻电机沿导轨前进，带动钻杆向测试孔垂直钻孔，并采用集料箱收集钻孔时掉落的钻屑；