[发明专利]一种获取采空区破碎岩体块度级配的系统和方法

说明书

本发明公开了一种获取采空区破碎岩体块度级配的系统和方法，包括改装后的液压支架，符合煤矿隔爆要求的高清摄像机，已知尺寸的正方体物块，同轴电缆，视频分路器，煤矿既有的矿用以太网。其中液压支架两侧焊接中空钢管，钢管内部放置符合煤矿隔爆要求的高清摄像机，摄像机通过同轴电缆与视频分路器连接，再通过井下交换器与矿用以太网建立联系，并入矿井既有的监测系统，在摄像机旁安装辅助光源，光投射方向与摄像机视频采集方向一致。本发明的有益效果为可分析破碎岩体的块度级配，总结得出其时间空间分布特征。

技术领域

本发明涉及一种地下空间破碎岩体块度获取系统和方法，尤其涉及一种获取采空区破碎岩体块度级配的系统和方法。

背景技术

煤矿采空区破碎岩体块度具有重要的研究意义，通过采空区破碎岩体块度级配，可以得到采空区破碎岩石的膨胀系数，残余空隙等参数，是指导室内试验，治理采空区、保证煤矿生产区环境安全的重要基础。在矿井开采中，一般采用垮落法处理采空区，采空区难以进人，难以直接观测到岩体的块度，严重制约着采空区变形下沉问题的研究和治理技术的发展。为了获取采空区破碎岩体的粒径，专门布设一套监测系统对于煤矿来说，经济压力大，经济回报小，所以专门布设一套系统也不现实。综上，如何获得一种简单高效、成本低的采空区破碎岩体块度级配的获取系统和方法迫在眉睫。

发明内容

为了直接获取到采空区破碎岩体的块度级配，本发明提供了一种获取采空区破碎岩体块度级配的系统和方法。

一种获取采空区破碎岩体块度级配的系统包括如下部分：改装后的液压支架、符合煤矿隔爆要求的高清摄像机、辅助光源、同轴电缆、煤矿既有的矿用以太网。

液压支架两侧焊接若干中空钢管，中空钢管内部放置符合煤矿隔爆要求的高清摄像机、辅助光源，中空钢管伸出到液压支架的后挡板的位置，以方便照明摄像；中通钢管靠近采空区破碎岩体的一端采用透明塑脂密封，另一端采用普通塑料盖卡住即可。高清摄像机通过同轴电缆与视频分路器连接，通过井下交换器与矿用以太网建立联系。

一种获取采空区破碎岩体块度级配的方法包括如下步骤：

步骤1：在采煤面上每隔一定间距选择一台液压支架进行改造；

步骤2：安装高清摄像机及辅助光源，在采空区投放多个已知尺寸的物块作为参照物，进行拍摄，获取井下不同部位、不同时期的破碎岩体的监测视频；

步骤3：高清摄像机通过同轴电缆与视频分路器连接，通过井下交换器与矿用以太网建立联系，将视频传送到井上电脑，以便进行实时处理；

步骤4：视频信息处理，统计分析破碎岩体的块度级配，总结得出其时间空间分布特征。

本发明所带来的有益效果为：可以获取采空区破碎岩体的块度级配的空间时间分布特征，安全、高效、低耗；井下不同部位的破碎岩体块度为将来可能的注浆工作、采空区再利用及稳定性评价等提供依据。

附图说明

图1为本发明的监测视频信息传送示意图。

图2为本发明的系统布置示意图。

图3为本发明的液压支架选取位置示意图。

图中：1-1、改装后的液压支架；1-2、摄像机；1-3、辅助光源；2-1、上顺槽破碎岩石块度监测点；2-2、上工作面破碎岩体块度监测点；2-3、中工作面破碎岩体块度监测点；2-4、下工作面破碎岩体块度监测点；2-5、下顺槽破碎岩石块度监测点 ；2-6、工作面推进方向。

具体实施方式

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。

步骤1：在采煤面上顺槽、下顺槽、上工作面、下工作面、中工作面等部位选择一台液压支架进行改造，焊接中空钢管，用来观测采空区不同部位的破碎岩体块度。