[发明专利]一种预警顶板危险的大变形吸能托盘装置及其预警方法

权利要求书

1.一种预警顶板危险的大变形吸能托盘装置，其特征在于：包括锚杆以及自上而下套接在锚杆外表面的平托盘、第一分级缓冲让压吸能组件、抗卷曲板、第二分级缓冲让压吸能组件和球壳托盘，所述锚杆的底端螺纹连接有预紧螺母，所述预紧螺母位于球壳托盘的底部；

所述第一分级缓冲让压吸能组件包括第一主吸能管和第一次吸能管，所述第一次吸能管位于第一主吸能管内侧，且所述第一次吸能管的下端与第一主吸能管的下端内表面焊接，所述第一主吸能管的顶端与平托盘的下表面焊接，所述第二分级缓冲让压吸能组件包括第二主吸能管和第二次吸能管，所述第二次吸能管位于第二主吸能管内侧，且所述第二次吸能管的上端与第二主吸能管的上端内表面焊接，所述第二主吸能管的底端与球壳托盘的上表面焊接，所述第一主吸能管和第一次吸能管的底端以及第二主吸能管和第二次吸能管的顶端均周向设置有预裂纹切口，所述第一主吸能管的底端通过预裂纹切口与抗卷曲板的上表面点焊固定，所述第二主吸能管的顶端通过预裂纹切口与抗卷曲板的下表面点焊固定，所述第一主吸能管、第一次吸能管、第二主吸能管和第二次吸能管均安装有无线压力传感器，所述无线压力传感器位于预裂纹切口对应的欲裂路径中。

2.根据权利要求1所述的预警顶板危险的大变形吸能托盘装置，其特征在于：所述第一主吸能管、第一次吸能管、第二主吸能管和第二次吸能管均为大端面开口、小端面中心通孔的圆台结构，所述第一主吸能管和第二主吸能管大小相同且开口端相对设置，所述第一次吸能管和第二次吸能管大小相同且开口端相对设置。

3.根据权利要求1所述的预警顶板危险的大变形吸能托盘装置，其特征在于：所述第一主吸能管、第一次吸能管、第二主吸能管和第二次吸能管的周向设置的预裂纹切口均不少于四个，所述的预裂纹切口等间隔设置。

4.根据权利要求3所述的预警顶板危险的大变形吸能托盘装置，其特征在于：每个所述预裂纹切口均对应设置有两个无线压力传感器，两个所述无线压力传感器一前一后安装在欲裂路径中。

5.根据权利要求1所述的预警顶板危险的大变形吸能托盘装置，其特征在于：所述锚杆为树脂螺纹杆锚杆。

6.根据权利要求1所述的预警顶板危险的大变形吸能托盘装置，其特征在于：所述无线压力传感器安装在吸能管的内表面或外表面或采用内嵌安装的方式。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的预警顶板危险的大变形吸能托盘装置的预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1）：在围岩巷道受到来自顶板危险或冲击地压带来的大量的弹性应变能时，所述的第一主吸能管、第一次吸能管、第二主吸能管和第二次吸能管均沿着其表面的预裂纹切口进行撕裂；

步骤2）：在每条撕裂路径扩展至欲裂路径中的无线压力传感器时，无线压力传感器能够监测到该无线压力传感器所对应的吸能管产生撕裂对应的单个压力值；

步骤3）：无线压力传感器通过GPRS无线网络传输监测到的数据至信号基站后再传输至地面调度监测室，根据单次压力值、时间和频次来进行分析和预警。