專利名稱：一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置。
背景技術(shù)：
礦井巷道及采空區(qū)頂板在距離回采工作面一定距離后斷裂冒落，常規(guī)的監(jiān)測(cè)儀器只能通過工作面或是超前巷道支護(hù)監(jiān)測(cè)來判斷巷道或是采空區(qū)頂板的斷裂冒落距離。而對(duì)于巷道和采空區(qū)頂板在隨著工作面推進(jìn)到斷裂冒落過程中頂板離層及位移變化情況只能定性的描述，缺乏定量的數(shù)據(jù)說明；同時(shí)，通過回采工作面或是超前巷道支護(hù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)時(shí)，不能及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)工人提供預(yù)報(bào)預(yù)警，需要技術(shù)人員對(duì)數(shù)據(jù)處理后傳達(dá)說明，造成了不必要的麻煩。即使在采空區(qū)內(nèi)安設(shè)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)警，也不能夠及時(shí)有效地獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。在預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)時(shí)，由于預(yù)報(bào)裝置跟監(jiān)測(cè)儀器組合成為一體，不能夠進(jìn)行多點(diǎn)同時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)警，導(dǎo)致預(yù)報(bào)結(jié)果不能被及時(shí)接收。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提出一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置，利用離層加速度曲線變化趨勢(shì)及時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)警，同時(shí)借助發(fā)射和接收裝置在安全地點(diǎn)獲取頂板離層變化數(shù)據(jù)情況，進(jìn)而定量分析頂板離層變化規(guī)律，有效避免礦井事故的發(fā)生。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置，包括多點(diǎn)位移計(jì)、單片機(jī)、發(fā)射裝置、接收裝置、發(fā)射端聲光同步預(yù)警裝置與接收端聲光同步預(yù)警裝置；多點(diǎn)位移計(jì)內(nèi)部設(shè)置有若干個(gè)位移傳感器、以及通過鋼絞線分別與每個(gè)位移傳感器對(duì)應(yīng)連接的錨爪，所述位移傳感器通過電纜連接到單片機(jī)上，所述錨爪設(shè)置在頂板鉆孔的不同深度位置；所述發(fā)射裝置與發(fā)射端同步預(yù)警裝置分別與單片機(jī)相連；所述接收裝置與接收端聲光同步預(yù)警裝置相連，在所述接收裝置上設(shè)置有外部數(shù)據(jù)接口。優(yōu)選地，所述發(fā)射裝置與接收裝置采用無線電磁方式進(jìn)行信號(hào)傳輸。優(yōu)選地，在所述位移傳感器外側(cè)設(shè)置有傳感器外殼。優(yōu)選地，所述傳感器外殼、單片機(jī)、發(fā)射裝置與發(fā)射端同步預(yù)警裝置共同安置在一個(gè)防爆箱內(nèi)部。優(yōu)選地，所述接收裝置與接收端聲光同步報(bào)警裝置共同安置在一個(gè)防爆箱內(nèi)部。[0011 ] 優(yōu)選地，所述錨爪的數(shù)量為四個(gè)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:本實(shí)用新型述及的一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置，通過將多點(diǎn)位移計(jì)內(nèi)部錨爪設(shè)置在頂板鉆孔的不同深度位置，將測(cè)量結(jié)果通過位移傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸入到編制并固化處理軟件的單片機(jī)中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，根據(jù)單片機(jī)軟件生成的離層加速度曲線變化趨勢(shì)及時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)警，同時(shí)借助電磁發(fā)射和接受裝置可在安全地點(diǎn)獲取頂板離層變化數(shù)據(jù)情況，從而定量的分析頂板離層變化規(guī)律；另外，采用多地點(diǎn)同步聲光報(bào)警，可以及時(shí)有效地提供警示信息，有效地礦井事故的發(fā)生。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置發(fā)送端處的結(jié)構(gòu)圖；圖3為圖1中一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置接收端處的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:結(jié)合圖1至圖3所示，一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置，包括多點(diǎn)位移計(jì)、單片機(jī)
2、發(fā)射裝置4、接收裝置5、發(fā)射端聲光同步預(yù)警裝置3與接收端聲光同步預(yù)警裝置6。多點(diǎn)位移計(jì)內(nèi)部設(shè)置有若干個(gè)位移傳感器1，每個(gè)位移傳感器分別通過鋼絞線9對(duì)應(yīng)連接一個(gè)錨爪8，優(yōu)選，錨爪的數(shù)量為四個(gè)，分別固定在頂板鉆孔的不同深度位置，位移傳感器I通過電纜連接到單片機(jī)2上，負(fù)責(zé)將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳送給編制并固化處理軟件的單片機(jī)中，在位移傳感器的外側(cè)設(shè)置有傳感器外殼10，用于保護(hù)位移傳感器，發(fā)射裝置4與發(fā)射端同步預(yù)警裝置3分別與單片機(jī)2相連。傳感器外殼10、單片機(jī)、發(fā)射裝置與發(fā)射端同步預(yù)警裝置共同安置在一個(gè)防爆箱12內(nèi)部。電源11負(fù)責(zé)為位移傳感器I與發(fā)射端聲光同步預(yù)警裝置3供電。接收裝置5與接收端聲光同步預(yù)警裝置6相連，在所述接收裝置上設(shè)置有外部數(shù)據(jù)接口 7。接收裝置與接收端聲光同步報(bào)警裝置共同安置在一個(gè)防爆箱13內(nèi)部。電源14負(fù)責(zé)為接收裝置5與接收端聲光同步預(yù)警裝置6供電。 優(yōu)選地，發(fā)射裝置4與接收裝置5采用無線電磁方式進(jìn)行信號(hào)傳輸，可以在安全地點(diǎn)獲取頂板離層變化數(shù)據(jù)情況，從而定量分析頂板離層變化規(guī)律。其大致工作過程是:采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置安裝完成后，根據(jù)巖層綜合柱狀圖將錨爪8固定在頂板鉆孔的不同位置上，可根據(jù)頂板巖層柱狀圖確定，例如現(xiàn)場(chǎng)確定頂板離層基點(diǎn)分別為Sm、6m、4m、2m,則基點(diǎn)A, B, C, D分別固定在頂板8m、6m、4m、2m位置處,打開電源開關(guān)，位移傳感器I開始記錄數(shù)據(jù)，時(shí)間間隔T后，初始離層量為Atl,Btl, C07D0,傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)2中，在單片機(jī)2中，分別計(jì)算處理該時(shí)刻各區(qū)段間離層量:6m-8m區(qū)間離層量Δ Aci=Ac1-Bci,4m_6m區(qū)間離層M Δ Bq=Bq-Cq, 2m_4m區(qū)間尚層星Δ Cq=Cq-Dq, 0m_2m區(qū)間尚層星Δ Dci=Dtl,將數(shù)據(jù)處理結(jié)果存儲(chǔ)并通過發(fā)射裝置4，將此時(shí)刻的初始總位移量Atl和各個(gè)相鄰錨固段的位移量AAtl, ΔΒ0,AC0, AD0發(fā)出，由接收裝置5接收并存儲(chǔ)。下一時(shí)刻(時(shí)間間隔Τ)，同樣由位移傳感器I記錄得到 A1, B1, C1, D1,單片機(jī) 2 計(jì)算得至Ij AA1=A1-B1, AB1=B1-C1, Δ C1=C1-D1, AD1=D1,離層力口
速度O1 二^1，對(duì)總位移量A1和各個(gè)相鄰錨固段的位移量進(jìn)行存儲(chǔ)并由發(fā)射裝置4發(fā)出。
隨著監(jiān)測(cè)繼續(xù)，按照上述程序進(jìn)行，由位移傳感器I依次記錄η組數(shù)據(jù)，在整個(gè)過程中，根據(jù)%值(i=0…η)生成頂板總變形量加速度與時(shí)間曲線，根據(jù)監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔Τ，設(shè)置界限值amax，超過該值時(shí)，通過發(fā)送端聲光同步預(yù)警裝置3進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)由發(fā)射裝置發(fā)射信號(hào)，接收裝置接收并且通過接收端聲光同步預(yù)警裝置6進(jìn)行聲光同步預(yù)警，實(shí)現(xiàn)多地點(diǎn)同時(shí)預(yù)警。對(duì)于數(shù)據(jù)處理過程中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可通過接收裝置外部數(shù)據(jù)接口 7，利用手動(dòng)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，傳輸?shù)诫娔X上進(jìn)行驗(yàn)證分析，從而確定采空區(qū)頂板突變失穩(wěn)規(guī)律。當(dāng)然，以上說明僅僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型也并不限于上述舉例，應(yīng)當(dāng)說明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的教導(dǎo)下，所做出的所有等同替換、明顯變形形式，均落在本說明書的實(shí)質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本實(shí)用新型的保護(hù)。
權(quán)利要求1.一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置，其特征在于，包括多點(diǎn)位移計(jì)、單片機(jī)、發(fā)射裝置、接收裝置、發(fā)射端聲光同步預(yù)警裝置與接收端聲光同步預(yù)警裝置；多點(diǎn)位移計(jì)內(nèi)部設(shè)置有若干個(gè)位移傳感器、以及通過鋼絞線分別與每個(gè)位移傳感器對(duì)應(yīng)連接的錨爪，所述位移傳感器通過電纜連接到單片機(jī)上，所述錨爪設(shè)置在頂板鉆孔的不同深度位置；所述發(fā)射裝置與發(fā)射端同步預(yù)警裝置分別與單片機(jī)相連；所述接收裝置與接收端聲光同步預(yù)警裝置相連，在所述接收裝置上設(shè)置有外部數(shù)據(jù)接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置，其特征在于，所述發(fā)射裝置與接收裝置采用無線電磁方式進(jìn)行信號(hào)傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置，其特征在于，在所述位移傳感器外側(cè)設(shè)置有傳感器外殼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置，其特征在于，所述傳感器外殼、單片機(jī)、發(fā)射裝置與發(fā)射端同步預(yù)警裝置共同安置在一個(gè)防爆箱內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置，其特征在于，所述接收裝置與接收端聲光同步報(bào)警裝置共同安置在一個(gè)防爆箱內(nèi)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置，其特征在于，所述錨爪的數(shù)量為四個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種采掘空間突變失穩(wěn)預(yù)警裝置，包括多點(diǎn)位移計(jì)、單片機(jī)、發(fā)射裝置、接收裝置、發(fā)射端聲光同步預(yù)警裝置與接收端聲光同步預(yù)警裝置；多點(diǎn)位移計(jì)內(nèi)部設(shè)置有若干個(gè)位移傳感器、以及通過鋼絞線分別與每個(gè)位移傳感器對(duì)應(yīng)連接的錨爪，所述位移傳感器通過電纜連接到單片機(jī)上，所述錨爪設(shè)置在頂板鉆孔的不同深度位置；所述發(fā)射裝置與發(fā)射端同步預(yù)警裝置分別與單片機(jī)相連；所述接收裝置與接收端聲光同步預(yù)警裝置相連，在所述接收裝置上設(shè)置有外部數(shù)據(jù)接口。本實(shí)用新型利用離層加速度曲線變化趨勢(shì)及時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)警，同時(shí)借助發(fā)射和接收裝置在安全地點(diǎn)獲取頂板離層變化數(shù)據(jù)情況，進(jìn)而定量分析頂板離層變化規(guī)律，有效避免礦井事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)E21F17/18GK203050787SQ20122072493
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者于鳳海, 譚云亮, 趙同彬, 顧士坦, 張振全 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)