[发明专利]一种冒顶危险性评估预测装置和方法

权利要求书

1.一种评估预测冒顶危险性的方法，其特征在于：包括均布固定在巷道顶板上的若干电磁驱动冲击装置和用于扫描巷道顶板并获取其位置数据的三维激光扫描仪，还包括用于接受三维激光扫描仪数据信息并进行信息处理的计算机工作站；

还包括如下步骤：

S1，将各个电磁驱动冲击装置(2)安装在巷道顶板的待测区域，然后在计算机工作站(3)中输入巷道顶板岩性数据，让三维激光扫描仪(1)采用后视定向法测得各监测站点的坐标并将坐标信息传输到计算机工作站(3)；

S2，计算机工作站(3)对三维激光扫描仪(1)发出扫描指令，三维激光扫描仪(1)扫描巷道；扫描完成后，三维激光扫描仪(1)通过无线网络将顶板位置数据传输到计算机工作站(3)，计算机工作站(3)对数据进行处理得到顶板位置矩阵

S3，计算机工作站(3)根据顶板岩性选择电磁驱动冲击装置(2)的冲击能档位，发出冲击指令，电磁驱动冲击装置(2)对巷道顶板施加冲击荷载；

S4，计算机工作站(3)对三维激光扫描仪(1)发出扫描指令，三维激光扫描仪(1)扫描巷道；扫描完成后，三维激光扫描仪(1)通过无线网络将顶板位置数据传输到计算机工作站(3)，计算机工作站(3)对数据进行处理得到顶板位置矩阵；

S5，计算机工作站(3)再次发出冲击指令，电磁驱动冲击装置(2)对巷道顶板施加冲击荷载；

S6，计算机工作站(3)对三维激光扫描仪(1)发出扫描指令，三维激光扫描仪(1)扫描巷道；扫描完成后，三维激光扫描仪(1)通过无线网络将顶板位置数据传输到计算机工作站(3)，计算机工作站(3)对数据进行处理得到顶板位置矩阵

S7，计算机工作站(3)对巷道扫描结果处理分析：

用减去得到差异矩阵Δ₁＝[Δ₁₁，Δ₁₂，…Δ_1n]，根据差异矩阵Δ₁生成冒顶危险度分布云图I；

用减去得到差异矩阵Δ₂＝[Δ₂₁，Δ₂₂，…Δ_2n]，根据差异矩阵Δ₂生成冒顶危险度分布云图II；然后根据两个冒顶危险度分布云图遵循最不利原则对巷道顶板冒顶危险度进行分级，若冒顶危险度等级超过预先设置的阈值就会发出预警。

2.根据权利要求1所述的一种利用权利要求1所述装置评估预测冒顶危险性的方法，其特征在于：所述电磁驱动冲击装置包括套筒，套筒内滑动设置有冲击锤，冲击锤底部连接有可动线圈，套筒内壁设有固定线圈，固定线圈连接有电源模块。

3.根据权利要求2所述的一种利用权利要求1所述装置评估预测冒顶危险性的方法，其特征在于：所述套筒上部内壁设置有限位凸缘。

4.根据权利要求2所述的一种利用权利要求1所述装置评估预测冒顶危险性的方法，其特征在于：所述固定线圈上涂覆有高分子材料涂层。

5.根据权利要求3所述的一种利用权利要求1所述装置评估预测冒顶危险性的方法，其特征在于：所述冲击锤上部的外径小于限位凸缘内径，冲击锤底部外径大于限位凸缘的内径。