专利名称：一种采掘空间突变失稳预警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采掘空间突变失稳预警装置。
背景技术：
矿井巷道及采空区顶板在距离回采工作面一定距离后断裂冒落，常规的监测仪器只能通过工作面或是超前巷道支护监测来判断巷道或是采空区顶板的断裂冒落距离。而对于巷道和采空区顶板在随着工作面推进到断裂冒落过程中顶板离层及位移变化情况只能定性的描述，缺乏定量的数据说明；同时，通过回采工作面或是超前巷道支护监测结果进行预测预报时，不能及时向现场工人提供预报预警，需要技术人员对数据处理后传达说明，造成了不必要的麻烦。即使在采空区内安设监测仪器进行预报预警，也不能够及时有效地获得监测数据。在预测预报时，由于预报装置跟监测仪器组合成为一体，不能够进行多点同时预报预警，导致预报结果不能被及时接收。
实用新型内容本实用新型实施例的目的在于提出一种采掘空间突变失稳预警装置，利用离层加速度曲线变化趋势及时预报预警，同时借助发射和接收装置在安全地点获取顶板离层变化数据情况，进而定量分析顶板离层变化规律，有效避免矿井事故的发生。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:一种采掘空间突变失稳预警装置，包括多点位移计、单片机、发射装置、接收装置、发射端声光同步预警装置与接收端声光同步预警装置；多点位移计内部设置有若干个位移传感器、以及通过钢绞线分别与每个位移传感器对应连接的锚爪，所述位移传感器通过电缆连接到单片机上，所述锚爪设置在顶板钻孔的不同深度位置；所述发射装置与发射端同步预警装置分别与单片机相连；所述接收装置与接收端声光同步预警装置相连，在所述接收装置上设置有外部数据接口。优选地，所述发射装置与接收装置采用无线电磁方式进行信号传输。优选地，在所述位移传感器外侧设置有传感器外壳。优选地，所述传感器外壳、单片机、发射装置与发射端同步预警装置共同安置在一个防爆箱内部。优选地，所述接收装置与接收端声光同步报警装置共同安置在一个防爆箱内部。[0011 ] 优选地，所述锚爪的数量为四个。本实用新型的优点是:本实用新型述及的一种采掘空间突变失稳预警装置，通过将多点位移计内部锚爪设置在顶板钻孔的不同深度位置，将测量结果通过位移传感器转化为电信号输入到编制并固化处理软件的单片机中，对数据进行储存，根据单片机软件生成的离层加速度曲线变化趋势及时预报预警，同时借助电磁发射和接受装置可在安全地点获取顶板离层变化数据情况，从而定量的分析顶板离层变化规律；另外，采用多地点同步声光报警，可以及时有效地提供警示信息，有效地矿井事故的发生。
图1为本实用新型实施例中一种采掘空间突变失稳预警装置的结构示意图；图2为图1中一种采掘空间突变失稳预警装置发送端处的结构图；图3为图1中一种采掘空间突变失稳预警装置接收端处的结构图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明:结合图1至图3所示，一种采掘空间突变失稳预警装置，包括多点位移计、单片机
2、发射装置4、接收装置5、发射端声光同步预警装置3与接收端声光同步预警装置6。多点位移计内部设置有若干个位移传感器1，每个位移传感器分别通过钢绞线9对应连接一个锚爪8，优选，锚爪的数量为四个，分别固定在顶板钻孔的不同深度位置，位移传感器I通过电缆连接到单片机2上，负责将测量结果转化为电信号传送给编制并固化处理软件的单片机中，在位移传感器的外侧设置有传感器外壳10，用于保护位移传感器，发射装置4与发射端同步预警装置3分别与单片机2相连。传感器外壳10、单片机、发射装置与发射端同步预警装置共同安置在一个防爆箱12内部。电源11负责为位移传感器I与发射端声光同步预警装置3供电。接收装置5与接收端声光同步预警装置6相连，在所述接收装置上设置有外部数据接口 7。接收装置与接收端声光同步报警装置共同安置在一个防爆箱13内部。电源14负责为接收装置5与接收端声光同步预警装置6供电。 优选地，发射装置4与接收装置5采用无线电磁方式进行信号传输，可以在安全地点获取顶板离层变化数据情况，从而定量分析顶板离层变化规律。其大致工作过程是:采掘空间突变失稳预警装置安装完成后，根据岩层综合柱状图将锚爪8固定在顶板钻孔的不同位置上，可根据顶板岩层柱状图确定，例如现场确定顶板离层基点分别为Sm、6m、4m、2m,则基点A, B, C, D分别固定在顶板8m、6m、4m、2m位置处,打开电源开关，位移传感器I开始记录数据，时间间隔T后，初始离层量为Atl,Btl, C07D0,传输到单片机2中，在单片机2中，分别计算处理该时刻各区段间离层量:6m-8m区间离层量Δ Aci=Ac1-Bci,4m_6m区间离层M Δ Bq=Bq-Cq, 2m_4m区间尚层星Δ Cq=Cq-Dq, 0m_2m区间尚层星Δ Dci=Dtl,将数据处理结果存储并通过发射装置4，将此时刻的初始总位移量Atl和各个相邻锚固段的位移量AAtl, ΔΒ0,AC0, AD0发出，由接收装置5接收并存储。下一时刻(时间间隔Τ)，同样由位移传感器I记录得到 A1, B1, C1, D1,单片机 2 计算得至Ij AA1=A1-B1, AB1=B1-C1, Δ C1=C1-D1, AD1=D1,离层力口
速度O1 二^1，对总位移量A1和各个相邻锚固段的位移量进行存储并由发射装置4发出。
随着监测继续，按照上述程序进行，由位移传感器I依次记录η组数据，在整个过程中，根据%值(i=0…η)生成顶板总变形量加速度与时间曲线，根据监测时间间隔Τ，设置界限值amax，超过该值时，通过发送端声光同步预警装置3进行预警，同时由发射装置发射信号，接收装置接收并且通过接收端声光同步预警装置6进行声光同步预警，实现多地点同时预警。对于数据处理过程中所存储的数据可通过接收装置外部数据接口 7，利用手动采集器进行数据采集，传输到电脑上进行验证分析，从而确定采空区顶板突变失稳规律。当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型也并不限于上述举例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替换、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
权利要求1.一种采掘空间突变失稳预警装置，其特征在于，包括多点位移计、单片机、发射装置、接收装置、发射端声光同步预警装置与接收端声光同步预警装置；多点位移计内部设置有若干个位移传感器、以及通过钢绞线分别与每个位移传感器对应连接的锚爪，所述位移传感器通过电缆连接到单片机上，所述锚爪设置在顶板钻孔的不同深度位置；所述发射装置与发射端同步预警装置分别与单片机相连；所述接收装置与接收端声光同步预警装置相连，在所述接收装置上设置有外部数据接口。
2.根据权利要求1所述的一种采掘空间突变失稳预警装置，其特征在于，所述发射装置与接收装置采用无线电磁方式进行信号传输。
3.根据权利要求1所述的一种采掘空间突变失稳预警装置，其特征在于，在所述位移传感器外侧设置有传感器外壳。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种采掘空间突变失稳预警装置，其特征在于，所述传感器外壳、单片机、发射装置与发射端同步预警装置共同安置在一个防爆箱内部。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种采掘空间突变失稳预警装置，其特征在于，所述接收装置与接收端声光同步报警装置共同安置在一个防爆箱内部。
6.根据权利要求1所述的一种采掘空间突变失稳预警装置，其特征在于，所述锚爪的数量为四个。
专利摘要本实用新型公开了一种采掘空间突变失稳预警装置，包括多点位移计、单片机、发射装置、接收装置、发射端声光同步预警装置与接收端声光同步预警装置；多点位移计内部设置有若干个位移传感器、以及通过钢绞线分别与每个位移传感器对应连接的锚爪，所述位移传感器通过电缆连接到单片机上，所述锚爪设置在顶板钻孔的不同深度位置；所述发射装置与发射端同步预警装置分别与单片机相连；所述接收装置与接收端声光同步预警装置相连，在所述接收装置上设置有外部数据接口。本实用新型利用离层加速度曲线变化趋势及时预报预警，同时借助发射和接收装置在安全地点获取顶板离层变化数据情况，进而定量分析顶板离层变化规律，有效避免矿井事故的发生。
文档编号E21F17/18GK203050787SQ20122072493
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者于凤海, 谭云亮, 赵同彬, 顾士坦, 张振全 申请人:山东科技大学