一种采空区塌陷识别报警装置的制作方法

本发明涉及采空区治理，特别涉及一种采空区塌陷识别报警装置。

背景技术：

1、采空区在煤矿等地下开采过程中，采空区的识别和监测对于预防安全事故至关重要。采空区可能由于地质结构变化、瓦斯积聚等原因引发坍塌、火灾等安全事故，因此需要进行监测。

2、公开号为cn118091053a的一种中国专利，公开了煤矿用采空区监测系统，网络交换机通过电线连接检测控制主机，检测控制主机通过检测连接管穿过工作面回风巷的密封墙后，多段拼接的检测连接管一直延伸至采空区内，每隔一百五十至二百米串联一个检测节点，检测节点表面开通孔安装进气管接口，进气管接口连接向上延伸的上偶角探管，上偶角探管通过钉子或者挂绳保持竖立状态。

3、公开号为cn111637864a的一种中国专利，公开了一种采空区域监测装置，包括若干个测量套筒，位于最外侧的测量套筒底部封闭，最外层测量套筒设有密封套筒，测量套筒和密封套筒上对应设有环形滑槽，环形滑槽内设有密封活塞，密封活塞、测量套筒、密封套筒围合而成测量腔，测量腔内充有测量气体，最内层的测量套筒顶部封闭，最内层测量套筒内设有伸缩隔板组件，伸缩隔板组件将测量套筒内部分隔成连通腔，每个连通腔与一个测量腔通过连通管连通，连通腔顶部通过软管连接有监测气囊。

4、上述专利在使用时，不能实现分布式全域监测，监测结果带有随意性，并且在发生坍塌事故的时候会损坏设备无法继续监测；本发明针对上述缺陷进行设计，本发明采用das（distributed acoustic sensing）技术，即分布式光纤声波传感技术，是一种利用光纤作为传感介质，通过检测光纤中传输光信号的相位变化来探测音频范围内的声音或振动等信号的技术；当声音或振动作用于光纤时，会引起光纤中传输光信号的相位变化，通过检测这种变化并解调，即可实现对外界物理量的定量测量；本发明在使用时，从竖井内将光缆带入采空区域内，按照水平交错的方式将多组光缆整齐排列，将光缆固定在采空区内部的顶部上，随后在交错位置处钻孔安装各种传感器，将传感器与光缆线路连接，形成交错的感应网络体系，并且每一组光缆相互独立，即使发生坍塌，也能通过未被损毁的独立光缆继续监测；本装置还能够在发生坍塌的时候，将坍塌处的若干传感器进行应急保护，通过传感器产生的信号警报，触发自动保护机构，使三角板收紧，将传感器保护起来，防止坍塌将传感器砸坏，方便回收再利用，降低成本。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明公开了一种采空区塌陷识别报警装置，能够有效的解决背景技术中提出的问题。

2、一种采空区塌陷识别报警装置，包括自动保护机构、自动切断机构；所述的自动保护机构包括：底板、旋钮、棘轮、卡扣、压缩弹簧ⅰ、钢丝绳ⅰ、延伸板、套筒、圆柱块、连杆ⅰ、垂直支架、杠杆、钢丝绳ⅱ；旋钮转动安装在底板下边的转环上，棘轮固定安装在底板的下面，且棘轮的位置在旋钮内，卡扣转动安装在旋钮上的短轴上，卡扣的内侧端卡在棘轮的斜齿上，压缩弹簧ⅰ也安装在旋钮上，压缩弹簧ⅰ的两端分别与卡扣以及旋钮上的凸起接触；钢丝绳ⅰ的一端与旋钮上的凸起固定连接，钢丝绳ⅰ还穿过延伸板上的圆孔，圆孔设有圆弧倒角，延伸板固定安装在底板上；套筒固定安装在底板下面的中心位置处，在棘轮的内圈，圆柱块滑动安装在套筒内，套筒内还设有弹簧，弹簧与圆柱块相接触，连杆ⅰ的一端转动安装在圆柱块的侧面的铰座上，连杆ⅰ的另一端与杠杆的上端滑动接触，杠杆转动安装在垂直支架的轴上，垂直支架固定安装在底板的下面，杠杆的下端与钢丝绳ⅱ的一端固定连接。

3、优选地，所述的自动保护机构还包括：底板、三角板、拉伸弹簧、传感器、固定支架以及脱落组件；三角板设有四个，均转动安装在底板四边的转轴上，拉伸弹簧的两端分别与底板以及三角板上的挂钩连接，传感器安装在底板的中间位置处，通过底板上的固定支架将其固定。

4、优选地，所述的脱落组件包括：圆环、垫片、螺栓、套管、连接头；圆环与钢丝绳ⅰ的另一端固定连接，圆环滑动安装在螺栓上，螺栓固定在套管内，套管钉在采空区顶部的墙体中；连接头与三角板焊接在一起，连接头与螺栓滑动连接；垫片卡在螺栓上的槽内，垫片与钢丝绳ⅱ的另一端固定连接。

5、优选地，所述的自动切断机构包括：光缆、横板、横刀、压缩弹簧ⅱ、挤压杆、插销、电动推杆以及联动敲击组件；光缆镶嵌在采空区上部，横板固定安装在采空区内的墙体上，横刀两端的圆孔与横板两端凸出板子上的短杆滑动连接，短杆上安装有压缩弹簧ⅱ，压缩弹簧ⅱ的两端分别与横板上凸出板以及横刀两端的圆孔处相接触；挤压杆滑动安装在横板侧面的滑槽内，同时挤压杆与插销上的开槽滑动连接，插销与横板以及横刀上的方孔滑动连接，电动推杆的活塞杆与挤压杆的一端固定连接，电动推杆则固定安装在横板的侧面。

6、优选地，所述的联动敲击组件包括：敲击杆、连杆ⅱ；敲击杆的一端转动安装在横板下面的铰座上，敲击杆的另一端处于圆柱块的下方，连杆ⅱ的一端与横刀上的铰座转动连接，连杆ⅱ的另一端与敲击杆中间处的铰座转动连接。

7、优选地，所述的光缆设有多条回路，纵横交错镶嵌安装在采空区的顶部。

8、优选地，所述的垫片设有豁口，垫片具有弹性。

9、优选地，所述的挤压杆设有两个凸起的斜面，挤压杆采用铜合金材质。

10、优选地，所述的传感器有光纤应力传感器、光纤位移传感器以及光纤微震传感器，这些传感器均匀的分布安装在不同的底板内。

11、本发明与现有技术相比的有益效果是：

12、1.本发明在使用时，从竖井内将光缆带入采空区域内，按照水平交错的方式将多组光缆整齐排列，将光缆固定在采空区内部的顶部上，随后在交错位置处钻孔安装各种传感器，将传感器与光缆线路连接，形成交错的感应网络体系，并且每一组光缆相互独立，即使发生坍塌，也能通过未被损毁的独立光缆继续监测。

13、2.本装置还能够在发生坍塌的时候，将坍塌处的若干传感器进行应急保护，通过传感器产生的信号警报，触发自动保护机构，使三角板收紧，将传感器保护起来，防止坍塌将传感器砸坏，方便回收再利用，降低成本。

技术特征：

1.一种采空区塌陷识别报警装置，其特征在于：包括自动保护机构、自动切断机构；所述的自动保护机构包括：底板（1）、旋钮（6）、棘轮（7）、卡扣（8）、压缩弹簧ⅰ（9）、钢丝绳ⅰ（10）、延伸板（11）、套筒（12）、圆柱块（13）、连杆ⅰ（14）、垂直支架（15）、杠杆（16）、钢丝绳ⅱ（17）；旋钮（6）转动安装在底板（1）下边的转环上，棘轮（7）固定安装在底板（1）的下面，且棘轮（7）的位置在旋钮（6）内，卡扣（8）转动安装在旋钮（6）上的短轴上，卡扣（8）的内侧端卡在棘轮（7）的斜齿上，压缩弹簧ⅰ（9）也安装在旋钮（6）上，压缩弹簧ⅰ（9）的两端分别与卡扣（8）以及旋钮（6）上的凸起接触；钢丝绳ⅰ（10）的一端与旋钮（6）上的凸起固定连接，钢丝绳ⅰ（10）还穿过延伸板（11）上的圆孔，圆孔设有圆弧倒角，延伸板（11）固定安装在底板（1）上；套筒（12）固定安装在底板（1）下面的中心位置处，在棘轮（7）的内圈，圆柱块（13）滑动安装在套筒（12）内，套筒（12）内还设有弹簧，弹簧与圆柱块（13）相接触，连杆ⅰ（14）的一端转动安装在圆柱块（13）的侧面的铰座上，连杆ⅰ（14）的另一端与杠杆（16）的上端滑动接触，杠杆（16）转动安装在垂直支架（15）的轴上，垂直支架（15）固定安装在底板（1）的下面，杠杆（16）的下端与钢丝绳ⅱ（17）的一端固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种采空区塌陷识别报警装置，其特征在于，所述的自动保护机构还包括：底板（1）、三角板（2）、拉伸弹簧（3）、传感器（4）、固定支架（5）以及脱落组件；三角板（2）设有四个，均转动安装在底板（1）四边的转轴上，拉伸弹簧（3）的两端分别与底板（1）以及三角板（2）上的挂钩连接，传感器（4）安装在底板（1）的中间位置处，通过底板（1）上的固定支架（5）将其固定。

3.根据权利要求2所述的一种采空区塌陷识别报警装置，其特征在于，所述的脱落组件包括：圆环（18）、垫片（19）、螺栓（20）、套管（21）、连接头（22）；圆环（18）与钢丝绳ⅰ（10）的另一端固定连接，圆环（18）滑动安装在螺栓（20）上，螺栓（20）固定在套管（21）内，套管（21）钉在采空区顶部的墙体中；连接头（22）与三角板（2）焊接在一起，连接头（22）与螺栓（20）滑动连接；垫片（19）卡在螺栓（20）上的槽内，垫片（19）与钢丝绳ⅱ（17）的另一端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种采空区塌陷识别报警装置，其特征在于，所述的自动切断机构包括：光缆（23）、横板（25）、横刀（26）、压缩弹簧ⅱ（28）、挤压杆（29）、插销（30）、电动推杆（31）以及联动敲击组件；光缆（23）镶嵌在采空区上部，横板（25）固定安装在采空区内的墙体上，横刀（26）两端的圆孔与横板（25）两端凸出板子上的短杆滑动连接，短杆上安装有压缩弹簧ⅱ（28），压缩弹簧ⅱ（28）的两端分别与横板（25）上凸出板以及横刀（26）两端的圆孔处相接触；挤压杆（29）滑动安装在横板（25）侧面的滑槽内，同时挤压杆（29）与插销（30）上的开槽滑动连接，插销（30）与横板（25）以及横刀（26）上的方孔滑动连接，电动推杆（31）的活塞杆与挤压杆（29）的一端固定连接，电动推杆（31）则固定安装在横板（25）的侧面。

5.根据权利要求4所述的一种采空区塌陷识别报警装置，其特征在于，所述的联动敲击组件包括：敲击杆（24）、连杆ⅱ（27）；敲击杆（24）的一端转动安装在横板（25）下面的铰座上，敲击杆（24）的另一端处于圆柱块（13）的下方，连杆ⅱ（27）的一端与横刀（26）上的铰座转动连接，连杆ⅱ（27）的另一端与敲击杆（24）中间处的铰座转动连接。

6.根据权利要求4所述的一种采空区塌陷识别报警装置，其特征在于，所述的光缆（23）设有多条回路，纵横交错镶嵌安装在采空区的顶部。

7.根据权利要求3所述的一种采空区塌陷识别报警装置，其特征在于，所述的垫片（19）设有豁口，垫片（19）具有弹性。

8.根据权利要求4所述的一种采空区塌陷识别报警装置，其特征在于，所述的挤压杆（29）设有两个凸起的斜面，挤压杆（29）采用铜合金材质。

9.根据权利要求2所述的一种采空区塌陷识别报警装置，其特征在于，所述的传感器（4）有光纤应力传感器、光纤位移传感器以及光纤微震传感器，这些传感器均匀的分布安装在不同的底板（1）内。

技术总结
本发明公开了一种采空区塌陷识别报警装置，涉及采空区治理技术领域，包括自动保护机构、自动切断机构；自动保护机构包括：底板、旋钮、棘轮、卡扣、压缩弹簧Ⅰ、钢丝绳Ⅰ、延伸板、套筒、圆柱块、连杆Ⅰ、垂直支架、杠杆、钢丝绳Ⅱ；旋钮转动安装在底板下边的转环上，棘轮固定安装在底板的下面，且棘轮的位置在旋钮内，本发明在使用时，从竖井内将光缆带入采空区域内，按照水平交错的方式将多组光缆整齐排列，将光缆固定在采空区内部的顶部上，随后在交错位置处钻孔安装各种传感器，将传感器与光缆线路连接，形成交错的感应网络体系，并且每一组光缆相互独立，即使发生坍塌，也能通过未被损毁的独立光缆继续监测。

技术研发人员：贾会会,李明超,赵智理,闵巧玲,付茂盛,薛建志,傅大庆,陈冬华,杨瑞,张海清
受保护的技术使用者：河北华勘资环勘测有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/21