矿井工作面涌水监测、预测装置的制作方法

文档序号:14917981发布日期:2018-07-11 02:04

本实用新型涉及一种矿井工作面涌水监测、预测装置。



背景技术:

长期以来,矿井工作面开采涌水一直是我国众多矿井面临的严峻问题,工作面的涌水不仅恶化了工作面的生产环境,而且是矿井生产的不安全因素。

多年来,很多学者运用不同的方法,从不同方面对工作面涌水问题进行了研究,并取得了一些进展。近年来,学者们分别采用“水文地质比拟法”、“回归分析法”、“时间序列法”及“大井法”等对矿井涌水量进行了预测,对矿井安全生产做出了突出的贡献,但也存在缺点,即诸如“水文地质比拟法”、“回归分析法”、“时间序列法”等属于非确定性分析方法,对矿井水文地质条件复杂难以充分认识;“大井法”为理想化模型,使用该方法时将含水层概化为均质、各向同性的含水层,地下水位稳定流,因此概化后的水文地质参数不具有代表性。“集水廊道法”对矿井工作面涌水量进行预测,能够分别对潜水含水层下和承压水含水层上矿井工作面开采涌水量进行预测,主要考虑矿井工作面范围的长宽比值较大时的涌水量预测。

上述预测方法影响因素多、计算复杂、繁琐,对地质环境参数及技术人员技能要求高。现有技术迫切需要一种操作简单、准确度高种矿井工作面涌水监测、预测装置。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是如何填补现有技术的上述缺陷,提供一种矿井工作面涌水监测、预测装置。

为解决上述技术问题,本矿井工作面涌水监测、预测装置包括显示屏、键盘、电源、中央处理器和闪存芯片;所述中央处理器分别与显示屏、电源、键盘相连接;所述显示屏与电源联接;所述闪存芯片内置于中央处理器,其特征在于:其还包括N个电阻率测量探头,配用矿井工作面的岩壁和/或煤壁和/或顶板和/或底板开设有N个盲孔,上述电阻率测量探头一一对应地设置在上述盲孔内,外部封闭,每个电阻率测量探头只引出两个电极,中央处理器设有一个接地端和N个信号输入端,N个信号输入端与N个电阻率测量探头的一个电极一一对应相接,所有电阻率测量探头的另一个电极接地,其中N为正整数。电阻率测量探头参见CN 206281901U。

使用前,先在配用矿井工作面的岩壁和/或煤壁和/或顶板和/或底板开设有N个盲孔,然后将电阻率测量探头一一对应地安设在上述盲孔内,外部封闭,每个电阻率测量探头只引出两个电极,中央处理器设有一个接地端和N个信号输入端,N个信号输入端与N个电阻率测量探头的一个电极一一对应相接,所有电阻率测量探头的另一个电极接地。显示屏、键盘、电源、中央处理器和闪存芯片等设置在井下车场或是地面等安全区域。

正常情况下,盲孔周边岩层或煤层无大的裂隙变化、含水量也没有大的变化,该盲孔内的电阻率测量探头测得的电阻也没有大的变化,则说明对应区域没有涌水或涌水量变化不大。

当某一电阻率测量探头测得的电阻出现较大变化时,说明此处出现了涌水或者涌水量有较大变化,此时,应派工作人员到相应区域勘验、处理。

当某一电阻率测量探头测得的电阻出现急剧变化时,说明此处地质、涌水出现急剧变化。此时,工作人员应马上撤离至安全区域,甚至撤至井上。待所有数据稳定后,再派遣工作人员或井下机械人下井勘察,再作处理。最大限度地保证矿工的人员人身安全。

作为优化,中央处理器上还设有三个报警信号输出端,三个报警信号输出端分别连接红光发光二极管、黄光发光二极管和蓝光发光二极管的一端,红光发光二极管、黄光发光二极管和蓝光发光二极管的另一端接地。如此设计,当某盲孔内的电阻率测量探头测得的电阻值也没有大的变化,中央处理器输出控制信号,使蓝光发光二极管发光,表示相应工作面的对应区域正常。

当某一电阻率测量探头测得的电阻值出现较大变化时,中央处理器输出控制信号,使黄光发光二极管发光,同时,在显示屏上显示相应电阻率测量探头的编号和位置,说明相应工作面的对应区域出现了涌水或者涌水量有较大变化,提醒工作人员到相应区域勘验、处理。

当某一电阻率测量探头测得的电阻值出现急剧变化时,中央处理器输出控制信号,使红光发光二极管发光,同时,在显示屏上显示相应电阻率测量探头的编号和位置,说明相应工作面的对应区域出地质、涌水出现急剧变化,提醒工作人员到紧急撤离。

具体电阻变化大小的判断依据,先依各个矿井工作面相邻已开采的工作面煤的种类、含水量设置相应的范围。例如:设Δr为内装式电阻率探头测得的电阻值变化量,R为电阻率测量探头测量范围的上限数值。

将Δr≥30%R,作为红色预警的标准;将5%R≤Δr<30%R,作为黄色预警的标准;将ΔR<5%R,作为蓝色预警的标准;

使用本实用新型矿井工作面涌水监测、预测装置对新工作面进监测的同时,对电阻变化情况和涌水变化情况作好记录,不断更新、修正上述标准,使控制参数,越来越接近实际。

作为优化,红光发光二极管和黄光发光二极管的另一端先并联,与一蜂鸣器串联后,再接地。如此设计,红光发光二极管、黄光发光二极管亮时,蜂鸣器会同时发出报警声。

本实用新型矿井工作面涌水监测、预测装置具有结构简单、操作方面,越用越精确的优点,适合监测和预测煤矿矿井工作面的涌水变化和地质变化。

附图说明

下面结合附图对本实用新型矿井工作面涌水监测、预测装置作进一步说明:

图1是本矿井工作面涌水监测、预测装置的电路结构示意图。

图中:1为显示屏、2为键盘、3为中央处理器、4为电阻率测量探头、5为盲孔、6为红光发光二极管、7为黄光发光二极管、8为蓝光发光二极管、9为蜂鸣器、10为煤壁、11为顶板、12为底板、13为盲孔封胶。

具体实施方式

实施方式一:如图1所示,本矿井工作面涌水监测、预测装置包括显示屏1、键盘2、电源(图中未示出)、中央处理器3和闪存芯片(图中未示出);所述中央处理器3分别与显示屏1、电源、键盘2相连接;所述显示屏1与电源联接;所述闪存芯片内置于中央处理器3。

本矿井工作面涌水监测、预测装置还包括N个电阻率测量探头4,配用矿井工作面的岩壁(图中未示出)和/或煤壁10和/或顶板11和/或底板12开设有N个盲孔5,上述电阻率测量探头4一一对应地设置在上述盲孔5内,外部封闭,每个电阻率测量探头4只引出两个电极,中央处理器3设有一个接地端和N个信号输入端,N个信号输入端与N个电阻率测量探头4的一个电极一一对应相接,所有电阻率测量探头4的另一个电极接地,其中N为正整数。

中央处理器1上还设有三个报警信号输出端,三个报警信号输出端分别连接红光发光二极管6、黄光发光二极管7和蓝光发光二极管8的一端,红光发光二极管6、黄光发光二极管7和蓝光发光二极管8的另一端接地。

红光发光二极管6和黄光发光二极管7的另一端先并联,与一蜂鸣器9串联后,再接地。

再多了解一些
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