[发明专利]一种巷道顶板稳定性的监测预警装置及方法

说明书

本发明涉及一种巷道顶板稳定性的监测预警装置及方法，其特征在于：包括支撑机构、设置在支撑机构上的实时监测组件和自动控制系统；支撑机构包括底座和升降杆组件；实时监测组件包括U型槽、限位板、测压板、导柱、推板、导杆、滑杆、弹簧Ⅰ、弹簧Ⅱ和由压力传感器、无线射频标签、报警器和激光测距模组构成的实时监测单元：自动控制系统包括中央处理模块，信息存储模块、数据比较单元、统计分析模块、实时监测单元、报警单元和显示单元。本发明的优点是：1）集支撑功能与监测功能于一身；2）能够同时在线监测巷道顶板在单位时间内压力差值以及沉降差值变化，对巷道顶板的稳定性进行实时判定，及时预警。

技术领域

本发明属于巷道顶板监测技术领域，尤其是涉及一种巷道顶板稳定性的监测预警装置及方法。

背景技术

在矿山采掘过程中，伴随着开采深度的逐渐增加，地层应力对巷道顶板的压应力越来越大，使巷道顶板的稳定性受到了极大的影响，在采矿生产中发生的各类事故中、顶板事故仍居于前位。之所以顶板灾害事故发生频率高，事故总量大，就是因为当前尚未有合适的措施能准确预防顶板事故的发生，所以在开采过程中，以及在巷道未支护之前，采取适当技术手段对顶板稳定性进行实时监测就显得尤为重要。

目前，国内外对于巷道顶板位移的测量大多采用人工测量记录，人工手动测量会因为仪器条件、观测者的自身条件等存在一定误差。再加上人工读数后需要记录下来，再输入到计算机当中进行数据处理，所以更易产生误差。这种方法不但耗费了大量的人力物力，测量结果准确性也相对较低，无法及时同步到地面控制中心，进行分析和险情的及时预警；即使是新型的巷道监测设备，能够实时的监测巷道顶板压力和沉降值并进行报警的系统也较为罕见，其功能也较为单一，只能够对巷道顶板的压力值或沉降值的一种进行监测，并且也无法及时进行预警，影响工作人员对巷道顶板稳定性的判断，也具有安全隐患的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种巷道顶板稳定性的监测预警装置及方法，在巷道未进行支护之前，对巷道顶板稳定性进行实时的压力值和沉降值的监测，当所采集的数据超出阈值时，实时监测单元将会通过中央处理器来控制报警单元进行报警，从而保证工作人员和机器设备的安全。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种巷道顶板稳定性的监测预警装置，其特征在于：包括支撑机构、设置在支撑机构上的实时监测组件和自动控制系统；

所述的支撑机构包括底座和升降杆组件，所述的升降杆组件包括液压杆、液压泵和支撑杆，支撑杆底端与底座固定连接，将升降杆组件固接在底座的上部；在底座上支撑杆的四周均开有销钉安装孔，所述的底座通过销钉固定设置在巷道地面上；

所述的实时监测组件包括从上至下依次连接的测压板、限位板和U型槽，还包括设置在U型槽内的测压机构以及由压力传感器、无线射频标签、报警器和激光测距模组构成的实时监测单元：

在所述测压板下部中心设有导柱，导柱的两侧设有若干个导杆，在每个导杆上还分别设有弹簧Ⅱ；

在限位板的中心位置开有导柱通孔，在限位板上开有若干个与导杆相对应的导杆通孔，测压板下部的导柱和两侧设有的导杆分别穿过导柱通孔和导杆通孔与限位板活动连接；

所述的U型槽为开口向上的U型槽，所述的测压机构设置在U型槽内，包括推板、两个滑杆和弹簧Ⅰ，所述的推板横向置于U型槽内，弹簧Ⅰ一端与推板上部中心固定连接，另一端与导柱的下端固定连接，在推板的两侧还开有两个滑杆通孔，所述的两个滑杆分别穿过两个滑杆通孔一端与限位板下部固定连接，另一端与U型槽底板内侧固定连接，所述的液压杆的顶端与推板中心下部固定连接；

所述的压力传感器设置在U型槽内的底板上，所述的激光测距模组对称设置在U型槽两侧下部，并与导杆的底端对应适配，所述的无线射频标签和报警器设置在U型槽的底部外侧；所述的压力传感器、激光测距模组、无线射频标签和报警器分别与自动控制系统电性连接。