本发明涉及煤矿安全生产监测,特别是一种监测巷道冒顶隐患的方法。
背景技术:
巷道冒顶是我国煤矿安全生产的主要安全隐患之一,一旦发生,会导致巨大的人员伤亡和经济损失。导致煤矿冒顶灾害的一个重要因素就是巷道顶板存在离层现象,也就是顶板岩层中下面的岩层与上面的岩层失去了联系,最后发展为完全脱落,冒顶。在掘进过程中由于无法直接获得顶板岩层离层信息,从而不能提前采取支护措施,造成冒顶事故。
在巷道掘进过程中,为了防止冒顶事故的发生,目前煤矿上主要采用顶板离层仪来监测,在现场测试中,顶板离层仪是将顶板孔内多个固定装置随岩层变化的值通过测量钢丝绳反映到设在顶板表面的测读数装置上,通过顶板不同层位的位移差,判断出巷道顶板的稳定性和巷道的支护效果。在整个过程中,由于钻孔的设置存在差异性,矿工的手工作业有人为因素的影响,从而不能准确判断煤巷顶板的支护效果。
在巷道工作面前方施工开挖前,还要通过一些措施排查冒顶隐患,矿工采用一个长杆对顶板和两侧的岩体进行敲击,从而排除冒顶隐患,习惯称为敲帮问顶,这也是由于对顶板隐患监测不准确的一种补救措施,而且也存在风险。
基于以上问题,需要研发一种新的监测巷道冒顶隐患方法,使测试能够随时随地进行,对巷道施工质量的检查和管理确保生产安全,但至今未见有公开报导。
技术实现要素:
针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本发明之目的就是提供一种监测巷道冒顶隐患的方法,可有效解决监测巷道冒顶隐患,确保生产安全的问题。
本发明解决的技术方案是,包括以下步骤:
(1)利用便携式监测巷道冒顶隐患的装置测定安全巷道的超声波反射波特征及参数,用计算机进行计算,确定危险参数阈值;
(2)在巷道掘进过程中,对施工的巷道顶板进行监测,利用便携式监测巷道冒顶隐患的装置发射超声波,超声波在岩体内传播,遇到离层区会发生反射,超声波接收装置接收发射波特征及参数;
(3)根据反射波谱特征及参数,用计算机计算出离层区位置与顶板的距离,由红色指示灯报警。
本发明方法简单,设备易携带、使用,灵活、方便,测试准确,工作效率高,节约大量人力、物力和财力,经济和社会效益巨大。
附图说明
图1为本发明的便携式监测巷道冒顶隐患的装置结构主视图(局部剖开)。
具体实施方式
本发明在具体实施中,包括以下步骤:
(1)、首先确定巷道的危险参数阈值,利用便携式监测巷道冒顶隐患的装置向安全巷道发射超声波,然后由便携式监测巷道冒顶隐患的装置接收安全巷道的反射波特征及参数,由计算机计算确定巷道的危险参数阈值,并储存在计算机中;
所述的便携式监测巷道冒顶隐患的装置其结构包括手柄、显示器和超声波发生器,手柄1的空心腔体内装有电源9、超声波发生器8和控制器7,手柄外壁上装有显示器4,手柄的前端与拉杆5的后端相连,拉杆的前端装有用于收发的天线6,手柄外壁上部装有报警指示灯3(也可采用蜂鸣器报警),电源9分别与显示器4、超声波发生器8的电源端相连,控制器7分别经导线和防爆接头与显示器4、超声波发生器8及天线6相连,报警指示灯3与控制器7相连,电源9经导线和装在壳体上的电源开关2与控制器7的电源端相连(由图1所示);
(2)、在巷道掘进过程中,测定离层区超声波的反射波特征及参数,在巷道掘进时,对施工的巷道顶板利用便携式监测巷道冒顶隐患的装置发射超声波,超声波在岩体内传播,遇到离层区会发生反射,再利用便携式监测巷道冒顶隐患的装置接收反射波的特征及参数,并在显示器上显示;
(3)、根据便携式监测巷道冒顶隐患的装置接收的反射波谱特征及参数,利用计算机计算出离层区位置与顶板的距离,并与计算机中存储的危险参数阈值相对照,当超过危险参数阈值时,由报警指示灯红色报警,及时排除巷道冒顶隐患,确保生产安全。
所述的拉杆5是由铝合金制成的后部直径大、依次向前直径渐小的多节杆体首尾套接在一起构成的伸缩结构;
所述的控制器为单片机8051;
所述的天线6为任意角度旋转的抛物面状天线;
所述的显示器为液晶显示器;
所述的电源为12v直流电源(即12v电池);
所述的报警指示灯为红、绿两色led灯;
所述的手柄外壁上有防滑纹1-1;
所述的防爆接头必要时还可采用rs232接口。
本发明在测试过程中,不需要对巷道进行打孔安装仪器,也不需要花费时间等待测试结果;单人即可操作,能简化测试程序,减少测试时间,提高测试点位数,提高测试结果的可靠性,节约了大量人力物力和财力,经实地应用和测量,工作效率可提高10倍以上,准确性达到99%以上,物力和财力仅为原来的20%,其效果之好是未曾料到的,有巨大的经济和社会效益。