[发明专利]一种煤矿井下工作面突出预测多指标智能监测装置

说明书

本发明公开了一种煤矿井下工作面突出预测多指标智能监测装置，包括导流装置、传感器、阻流装置和数据处理终端，导流装置设置有气流导流装置和钻屑导流装置；传感器设置有温度、流量、流速和压力传感器，数据处理终端设置有钻屑解吸指标测定通道和数据显示屏。使用时，各传感器开始监测相应数据，数据传输到数据处理终端，在钻屑导流装置下端出口收集煤样，放入数据处理终端中的钻屑解吸指标测定通道，启动开关，各种数据经过算法处理，显示钻进过程中实时的钻屑温度、钻孔瓦斯涌出量、钻屑量、钻屑解吸指标数值。通过多预测指标的实时联合监测，实现煤矿井下工作面突出危险性的综合判断，避免了单预测指标测定过程中因人为产生的测定误差。

技术领域

本发明属于煤矿安全中突出预测仪器，涉及一种煤矿井下工作面突出预测多指标智能监测装置。

背景技术

煤与瓦斯突出严重制约煤炭的安全高效开采，为有效防治突出灾害，突出预测是至关重要的一步。现阶段我国在《防治煤与瓦斯突出规定》中明确提出煤巷及采煤工作面常用的预测指标包括钻屑量、钻屑解吸指标∆h2或K1值、钻孔瓦斯涌出初速度以及其他经验证有效的方法，同时应观察预测过程中是否发生喷孔等钻孔动力现象。在其他经验证有效的方法中，目前经我国科研院所的研发已在矿井中应用的预测指标包括钻屑温度、钻孔初始瓦斯流量、声发射、电磁辐射、瓦斯涌出动态指标包括V30、Kv值等、瓦斯含量等。突出作为一个以物理反应为主导的自然现象，它的发生即是煤岩中能量的积聚、转移和异常释放过程，又是力在介质上的叠加和释放引起的煤岩失稳和抛出动力过程。基于此，这些预测指标可分为两类：煤体破坏瓦斯解吸相关指标和煤体破坏能量释放相关指标。为了综合反映出工作面的突出危险性，《防治煤与瓦斯突出规定》提出综合指标法，即在一个工作面不同类型的指标相互结合同时测定。

然而，由于现阶段我国常用的预测指标测定设备一般只可测定单一的预测指标，且如钻屑量、钻屑解吸指标∆h₂或K₁值等均需要人为操作测定，因此，在一个工作面测定不同预测指标时，技术人员按照预测指标先后顺序采取不同的测定工艺分开来测定。这极大地增加了预测工作量及工艺环节，由于工艺的多变及人为操作的不可控会致使测定结果缺乏一定准确性。同时当钻孔发生动力现象时，由于技术人员的专业性知识及钻孔内情况不可见的双重限制，往往仅以经验判断钻孔动力现象类型，这极大可能会造成对钻孔动力现象的误判，最后对突出预测结果进行误判。因此，现阶段我国煤矿井下煤巷及采煤工作面突出预测工作亟需一种可实时反映工作面突出危险性的多指标联合智能同步监测装置。

发明内容

发明的目的：针对我国目前在煤矿井下煤巷及采煤工作面突出预测时，仍采用人为操作且不同预测指标需不同的测定工艺分开来测定预测指标，同时对钻孔动力现象的判断仍采用人为经验观察，致使在预测指标测定过程中产生或多或少的测定误差，存在对预测结果误判的风险，本发明提供一种煤矿井下工作面突出预测多指标智能监测装置。本发明不仅能够实现不同预测指标间同步联合智能监测，同时可通过监测到的钻孔瓦斯涌出量变化特点准确辨识钻孔动力现象，这不仅可综合反映工作面的突出危险性，同时也简化了预测工艺，避免了单预测指标测定过程中因人为产生的测定误差。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种煤矿井下工作面突出预测多指标智能监测装置，包括一个十字形腔体、导流装置、传感器、阻流装置和数据处理终端；所述十字形腔体的横向通道为导流装置与钻孔相通，其一端与煤壁连接，并在外部设有温度传感器，另一端安装中心设有钻杆通道的阻流装置；十字腔体的竖向通道的上段为流导流装置下段为钻屑导流装置；所述的气体导流装置内设有过滤网，外部位设置流量传感器；所述的钻屑导流装置内设置有可控制钻屑排出量的调流装置，外部位于调流装置的下部设有流速传感器；所述温度传感器、流量传感器、流速传感器均连接到数据处理终端；所述数据处理终端还设有显示屏以及多个钻屑解吸指标测定通道，所述的钻屑解吸指标测定通道内设置煤样储罐，储罐连接有温度传感器和压力传感器，不间断测定不同钻进深度的钻屑解吸指标数据。

优选的，导流装置的一端设有能够与煤壁连接的连接件，连接件上开设螺栓孔，通过螺栓与煤壁固定。