巷道大气压力支护打孔判别方法及系统与流程

[0001]
本申请涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种巷道大气压力支护打孔判别方法及系统。


背景技术：

[0002]
煤炭是我国的主体能源，在推动全国工业发展和国民经济进步等方面发挥了重要作用。煤矿巷道快速掘进已经成为制约煤炭安全、高效开采的“卡脖子”难题。优化掘进与支护工艺，开发出高效、安全可靠的临时支护，提高永久支护效率是提高成巷速度的根本途径。相关技术中，通过在开采煤矿的过程中，形成开挖断面后立即对煤矿巷道围岩，即围岩表面进行有效临时支护。
[0003]
然而上述支护方式为通过金属探梁、单体液压支柱等对围岩表面进行临时支护，这种方式下，需要人工搬运进行支护，施工速度较慢、支护强度不足、支护质量差、人工劳动强度较大。


技术实现要素：

[0004]
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]
为此，本申请的第一个目的在于提出一种巷道大气压力支护打孔判别方法，用于解决现有技术中存在的巷道大气压力支护打孔判别效率极低的技术问题。
[0006]
为了实现上述目的，本申请第一方面实施例提供了一种巷道大气压力支护打孔判别方法，该方法包括：将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面，以在围岩表面形成一层密封喷层；获取围岩的围岩参数，根据围岩参数，判断是否需要在围岩表面进行打孔；若判定需要打孔，则在围岩表面预留的未喷涂区域打孔，以形成抽气孔；通过抽气孔抽取围岩间隙内的气体或者直接抽取围岩间隙内的气体，以使围岩处于负压状态，其中，密封喷层在负压状态下形成临时支护。
[0007]
另外，根据本申请上述实施例的巷道大气压力支护打孔判别方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0008]
根据本申请的一个实施例，还包括：围岩参数包括围岩的rqd和围岩表面的裂隙参数。
[0009]
根据本申请的一个实施例，根据围岩参数，判断是否需要在围岩表面进行打孔，包括：如围岩的rqd大于第一预设值，则确定需要在围岩表面进行打孔。
[0010]
根据本申请的一个实施例，围岩的rqd包括巷道的轴向rqd和巷道的径向rqd，方法还包括：轴向rqd和/或径向rqd大于第一预设值，则确定需要在围岩表面进行打孔。
[0011]
根据本申请的一个实施例，裂隙参数包括裂隙间距和裂隙长度，其中，根据围岩参数，判断是否需要在围岩表面进行打孔，包括：
[0012]
若裂隙间距大于第二预设值，则确定需要在围岩表面进行打孔；和/或
[0013]
若裂隙长度小于第三预设值，则确定需要在围岩表面进行打孔。
[0014]
根据本申请的一个实施例，方法还包括：
[0015]
若围岩的rqd小于或者等于第一预设值，且裂隙间距小于或者等于第二预设值且裂隙长度大于或者等于第三预设值，则确定无需在围岩表面进行打孔。
[0016]
根据本申请的一个实施例，方法还包括：在抽气过程中，检测围岩间隙内的当前气压并根据当前压力，对用于抽气的抽真空子系统的工作参数进行调整，其中，在当前气压未低于预设阈值时工作功率与围岩间隙内的气压负相关。
[0017]
根据本申请的一个实施例，在将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面的过程中，方法还包括：采集围岩表面的图像，根据图像获取存在间隙的表面区域；将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面时，避让存在间隙的表面区域，以形成未喷涂区域。
[0018]
根据本申请的一个实施例，在围岩表面形成密封喷层之后，方法还包括：判断密封喷层是否满足支护要求；若密封喷层未满足支护要求，则继续向未满足支护要求的喷涂区域进行补充喷涂或者注浆处理。
[0019]
根据本申请的一个实施例，方法还包括：在喷涂过程中，采集待喷涂区域的喷涂质量，根据喷涂质量，调整喷涂的角度。
[0020]
本申请第一方面实施例提供的巷道大气压力支护打孔判别方法，通过自动抽取围岩间隙内部的气体，可以使得围岩内外表面形成压差，即围岩内部处于负压状态，从而可以通过大气压力对新形成的巷道进行有效支护，实现前掘后支，工艺流程简便。通过采用喷层抽气形成负压的方式，无需采用掘进机机载式顶棚或自移棚式支架，对围岩进行临时支护，可以降低耗时时长以及提升围岩表面可支护的面积，满足煤矿巷道快速掘进的需求。此外，无需人工搬运的方式，对围岩表面进行支护，可以降低人工劳动强度，提升支护效率。并且，可以根据围岩自身的情况进行打孔判定，在需要打孔区域进行打孔，提高抽真空的效率和成功率。
[0021]
为了实现上述目的，本申请第二方面实施例提供了一种巷道大气压力支护打孔判别系统，该系统包括：喷涂装置，用于将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面，以在围岩表面形成一层密封喷层；打孔装置，用于获取围岩的围岩参数，根据围岩参数，判断是否需要在围岩表面进行打孔，若判定需要打孔，则在围岩表面预留的未喷涂区域打孔，以形成抽气孔；抽真空子系统，用于通过抽气孔抽取围岩间隙内的气体或者直接抽取围岩间隙内的气体，以使围岩处于负压状态，其中，密封喷层在负压状态下形成临时支护。
[0022]
根据本申请的一个实施例，喷涂装置包括：机械臂，机械臂设置在车体上；喷涂组件，喷涂组件的喷涂端与机械臂连接驱动组件，驱动组件设置在车体上，驱动组件与机械臂连接，驱动组件驱动机械臂动作以带动喷涂组件将喷涂材料喷涂到新掘巷道的巷道表面，形成密封喷层。
[0023]
根据本申请的一个实施例，喷涂组件包括：喷头；
[0024]
泵送设备，用于将储料区内的喷涂材料泵至输料管路内，由输料管路输送至喷头喷出。
[0025]
根据本申请的一个实施例，喷涂组件包括：喷头，、储料区、泵送设备，以及连接喷头与泵送设备的输料管路；喷头为喷涂组件的喷涂端，与机械臂连接；
[0026]
泵送设备，用于将储料区内的喷涂材料泵至输料管路内，由输料管路输送至喷头喷出。
[0027]
根据本申请的一个实施例，喷头包括一个或多个喷口，多个喷口的喷射方向不同，喷头通过一旋转部件与机械臂连接，喷头通过旋转部件可绕机械臂任意方向旋转。
[0028]
根据本申请的一个实施例，抽真空子系统，包括真空发生装置、吸真空头，以及连接真空发生装置和吸真空头的抽气管路，吸真空头吸附在围岩表面的未喷涂区域上，吸真空头用于与密封喷层相互封闭。
[0029]
本申请第二方面实施例提供的巷道大气压力支护打孔判别系统，通过自动抽取围岩间隙内部的气体，可以使得围岩内外表面形成压差，即围岩内部处于负压状态，从而可以通过大气压力对新形成的巷道进行有效支护，实现前掘后支，工艺流程简便。通过采用喷层抽气形成负压的方式，无需采用掘进机机载式顶棚或自移棚式支架，对围岩进行临时支护，可以降低耗时时长以及提升围岩表面可支护的面积，满足煤矿巷道快速掘进的需求。此外，无需人工搬运的方式，对围岩表面进行支护，可以降低人工劳动强度，提升支护效率。并且，可以根据围岩自身的情况进行打孔判定，在需要打孔区域进行打孔，提高抽真空的效率和成功率。
附图说明
[0030]
图1为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的示意图；
[0031]
图2为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的流程示意图。
[0032]
图3为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的流程示意图。
[0033]
图4为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的一种施工状态的空间俯视图。
[0034]
图5为本申请一个实施例的巷道大气压力支护打孔判别方法的一种施工状态的空间俯视图。
[0035]
图6为本申请一个实施例公开的吸真空头的剖视图。
[0036]
图7为本申请一个实施例公开的吸真空头的剖视图。
[0037]
图8为本申请一个实施例公开的吸真空头的俯视图。
[0038]
图9为本申请一个实施例公开的吸真空头的俯视图。
[0039]
图10为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的流程示意图。
[0040]
图11为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的流程示意图。
[0041]
图12为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的流程示意图。
[0042]
图13为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的流程示意图。
[0043]
图14为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别系统的方框示意图。
[0044]
图15为本申请一个实施例公开的喷涂装置的方框示意图。
[0045]
1：掘进装置；2：运输装置；3：密闭装置；4：通风管路；5：喷涂装置；6：密封及抽气装置；7：真空发生装置；8：锚杆台车；81：顶锚杆；82：帮锚杆；9：围岩；
[0046]
01：吸盘架；02：第一密封圈绵；03：抽气口；04：球轴承；05：柔性材料连接套；06：轴套；07：法兰盘；08：第二密封圈；09：快速接头套；010：抽气杆；011：抽气通路；012：单向阀；013：凹槽。
具体实施方式
[0047]
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0048]
图1为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的示意图。其中，该巷道中支护的形成方法包括多个作业循环单元，如图1所示，每一个作业循环单元包括以下步骤：
[0049]
s101、掘进至少一个排距，以形成新掘巷道。
[0050]
本申请中，通过掘进装置1对围岩进行掘进，每次可以掘进一个排距，也可以每次掘进多个排距，然后形成一个新掘巷道。
[0051]
s102、将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面，在围岩表面形成一层密封喷层。
[0052]
本申请中，掘进装置1上承载有喷涂装置5，该喷涂装置5可以将喷涂材料，喷涂到新形成的巷道表面上，进而在围岩9表面形成一层密封喷层。
[0053]
作为一种可能的实现方式，密封喷层的粘结性能和密封性能需要满足预设条件，喷涂后形成的密封喷层具有抗拉和韧性用于形成支护。
[0054]
喷涂材料喷涂到围岩表面能够形成的密封喷层，可以防止片帮，起到保护作用，可以起到类似锚杆索支护中金属网的作用。
[0055]
可选地，喷涂材料在喷涂结束2小时后性能指标需要满足以下预设条件：抗拉强度>3mpa、粘结强度>1mpa、抗剪强度>5mpa、延伸率>60％；抗压强度>10mpa。进一步地，喷涂材料在终强时性能指标需要满足以下预设条件：抗拉强度>3.5mpa、抗剪强度>6mpa、延伸率>30％、抗压强度>20mpa。
[0056]
可选地，当喷涂材料喷涂后材料反应结束后，密封喷层需要不与水发生反应，也就是说密封喷层中的喷涂材料不会在遇水后继续膨胀，并且需要保持抗压强度、抗剪强度、抗拉强度不下降，进而能够使得密封喷层的支护作用不会因为遇水而降低，可以避免事故的发生。
[0057]
进一步地，密封喷层的气体渗透率<100md，这样就会使得密封喷层内不会进入太多气体，这样在密封喷层形成后抽气成负压状态时，由于气体渗透率<100md，进而不会出现大量气体再次进入密封喷层里面的情况，可以有效避免负压状态的消失，能够使得密封喷层的支护作用的时间尽可能较长。
[0058]
可选地，喷涂材料为有机材料，在为有机材料时，需要保证喷涂材料的闪点≥200摄氏度，氧指数≤35％，进而能避免发生火灾，进而降低较为严重的安全事故的发生概率。喷涂材料也可以为无机材料。为了环保要求，喷涂材料需要是无毒无味无污染的材料。
[0059]
喷涂材料的使用环境温度一般在0-40摄氏度，可选地，喷涂材料的最高反应温度≤90摄氏度。
[0060]
可选地，喷涂材料还需要具有阻燃性能和抗静电性能。
[0061]
作为另一种可能的实现方式，喷涂材料包括粘度性能满足粘度条件的第一材料和密封性能满足密封条件的第二材料，其中，第一材料为发泡材料，第二材料为气密性薄喷材料。例如，发泡材料可以为聚氨酯材料，气密性薄喷材料，可以一种柔性支护材料，如，tsl
(thin spray-on liners)薄喷材料。
[0062]
需要说明的是，上述仅为具体的喷涂材料实施例，本申请主要是针对支护的工艺过程进行保护，在本申请之中，还可以此案有其他的类似功能的喷涂材料。
[0063]
s103、从围岩表面未喷涂区域内抽取围岩间隙内的气体，以使围岩处于负压状态，其中，密封喷层在负压状态下形成临时支护。
[0064]
本申请中，在将喷涂材料喷涂至围岩表面时，可以预留一个未喷涂区域。该未喷涂区域可以用于从围岩间隙内抽出气体。本申请中，通过抽真空子系统从围岩表面未喷涂区域内抽取围岩间隙内的气体。其中，抽真空子系统包括真空发生装置、吸真空头，以及连接真空发生装置和吸真空头的抽气通路。其中，真空发生装置包括但不限于真空发生装置、真空泵。参考图4和图5，抽气过程的工作原理为：真空发生装置7与吸真空头6相连，吸真空头6快速贴附在围岩表面的未喷涂区域上，吸真空头6与密封喷层相互封闭，能够快速使围岩表面密封，形成抽气的作业环境。通过真空发生装置7抽气，不断将围岩内部的气体抽出，而围岩与新掘巷道被高气密性的喷层分隔开，从而在围岩内外表面产生压差，实现支护作用。
[0065]
本申请通过自动抽取围岩间隙内部的气体，可以使得围岩内外表面形成压差，即围岩内部处于负压状态，从而可以通过大气压力对新形成的巷道进行有效支护，实现前掘后支，工艺流程简便。通过采用喷层抽气形成负压的方式，无需采用掘进机机载式顶棚或自移棚式支架，对围岩进行临时支护，可以降低耗时时长以及提升巷道的可支护的面积，满足煤矿巷道快速掘进的需求。此外，无需人工搬运的方式，对巷道的进行支护，可以降低人工劳动强度，提升支护效率。
[0066]
图2为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的示意图。如图2所示，在上述实施例基础之上，完成抽气后，每一个作业循环单元还包括以下步骤：
[0067]
s104、对新掘巷道打锚杆进行永久支护。
[0068]
本申请中，在形成密封喷层后，为了使得巷道更加安全，可以通过锚杆台车对新掘巷道进行打锚杆。锚杆台车可以跟随掘进机前进，锚杆台车可以在新掘巷道的顶部打上顶锚杆，在新掘巷道的两侧打上帮锚杆，以形成永久支护，提供更安全的开采环境。
[0069]
图3为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的示意图。如图3所示，每一个作业循环单元包括以下步骤：
[0070]
s201、在未完成支护作业的巷道与完成支护作业的巷道的相交处，设置密闭装置，将未完成支护作业的区域与完成支护作业的区域进行隔离，并对新掘巷道进行抽出式通风。
[0071]
如图4和图5所示，巷道中支护的形成系统包括：掘进装置1、密闭装置3、通风管路4、喷涂装置5、吸真空头6和真空发生装置7。其中，吸真空头6和真空发生装置7，用于构成用于从围岩间隙内抽气的抽真空子系统。
[0072]
在未完成支护作业的巷道与完成支护作业的巷道的相交处，设置密闭装置3，通过该密闭装置3可以将未完成支护作业的区域与完成支护作业的区域进行隔离，并且通过通风管路4对新掘巷道进行抽出式通风。
[0073]
s202、掘进至少一个排距，以形成新掘巷道。
[0074]
掘进装置1可以在围岩上进行掘进一个或多个排距，然后形成新的掘进巷道。可选地，掘进装置1包括车体，车体上设置有截割部、第一机械臂和第二机械臂。其中，截割部用
于截割围岩。
[0075]
可选的，掘进装置1可包括部分断面掘进机或全断面掘进机。其中，部分断面掘进机可包括横轴式掘进机、纵轴式掘进机。
[0076]
s203、将新掘巷道产生的破碎煤岩运输出去。
[0077]
在掘进装置2掘进后，会在新掘巷道中产生的破碎煤岩，跟随在掘进装置2后面的运行装置2，可以将新掘巷道产生的破碎煤岩运输出去。本申请中对运输装置2的选型不作限定，可以根据实际情况进行设置。可选地，运输装置2可以采用运输皮带。
[0078]
s204、将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面，在围岩表面形成一层密封喷层。
[0079]
进一步地，喷涂装置5将喷涂材料喷射到新掘巷道表面，形成高气密性的喷层。作为一种可能的实现方式，喷涂材料的粘结性能和密封性能需要满足预设条件，喷涂后形成的密封喷层具有抗拉和韧性用于形成支护。
[0080]
可选地，喷涂装置5设置在第一机械臂上，第一机械臂可控制喷涂装置5将喷涂材料喷涂到新掘巷道的巷道表面，在围岩表面形成一层密封喷层。
[0081]
可选地，喷涂装置5包括：机械臂、喷涂组件和驱动组件。其中，机械臂设置在车体上，该车体可以为掘进装置的车体，也可以为喷涂装置的车体，即喷涂装置可以搭载于掘进装置上，也可以为独立的装置。
[0082]
喷涂组件的喷涂端与机械臂连接。
[0083]
驱动组件设置在车体上，驱动组件与机械臂连接，驱动组件驱动机械臂动作以带动喷涂端将喷涂材料喷涂到新掘巷道的巷道表面，形成密封喷层。
[0084]
可选地，喷涂组件包括喷头、用于储存喷涂材料的储料区、泵送设备，以及连接储料区与喷头的输料管路。喷头为喷涂组件的喷涂端，与机械臂连接。
[0085]
其中，泵送设备，用于将储料区内的喷涂材料泵至输料管路内，由输料管路输送至喷头喷出。
[0086]
在本申请中，泵送设备和储料区可选地固定承载在掘进装置的车体内或者车体上；可选地，若喷涂装置为单独的装置，也可以承载在该喷涂装置的本体内。输料管路的一端与喷头连接，另一端与储料区的出料口连接。可选地，输料管路也可以单独布设，与喷涂连接的一端也可以布设在机械臂内，穿过机械臂与喷头连接。
[0087]
进一步地，喷头通过一旋转部件与机械臂连接，喷头通过旋转部件可绕机械臂任意方向旋转。
[0088]
进一步地，喷头包括一个或者多个喷口，多个喷口的喷射方向不同。
[0089]
在喷涂过程中，喷涂装置可以采集待喷涂区域的喷涂质量，根据该喷涂质量，调整喷涂的角度。例如，喷涂质量可以包括喷涂效果为喷涂的凹凸不平，为了能够使得围岩表面的喷涂均匀，需要根据当前实际的喷涂质量，调整喷涂的角度。
[0090]
在识别到喷涂不均匀或者漏喷位置，可选地，可以通过驱动旋转部件旋转，通过该旋转部件，将喷涂装置的喷头调整至朝向该不均匀或者漏喷的喷涂角度，然后进行喷涂。或者，确定面向该喷涂不均匀或者漏喷位置的喷口，控制将面向这些位置的喷口开启，其他方向上的喷口关闭，然后进行喷涂。
[0091]
s205、从围岩表面未喷涂区域内抽取围岩间隙内的气体，以使围岩处于负压状态，其中，密封喷层在负压状态下形成临时支护。
[0092]
进一步地，采用真空发生装置7和吸真空头6配合，实现对围岩9内部气体的抽气，进而使得巷道表面从而形成压力差，最大可以达到1个大气压强，即0.1mpa，因此实现对巷道围岩9的主动支护。
[0093]
抽气过程的工作原理为：真空发生装置7与吸真空头6相连，吸真空头6可以通过车体上的机械臂升举至围岩表面预留的未喷涂区域。吸真空头6贴附在围岩表面的未喷涂区域上，形成抽气的作业环境。吸真空头6快速贴附在围岩表面的未喷涂区域上，吸真空头6与密封喷层相互封闭，能够快速使围岩表面密封，形成抽气的作业环境。通过真空发生装置7抽气，不断将围岩内部的气体抽出，而围岩与新掘巷道被高气密性的喷层分隔开，从而在围岩内外表面产生压差，实现支护作用。
[0094]
关于吸真空头6的实现方式以及抽真空的过程，可参见下图6～图9实施例中相关内容的记载。
[0095]
s206、对新掘巷道打锚杆进行永久支护。
[0096]
本申请中，在形成密封喷层后，为了使得巷道更加安全，可以通过锚杆台车8对新掘巷道进行打锚杆。锚杆台车8可以跟随掘进装置1前进，锚杆台车8可以在新掘巷道的顶部打上顶锚杆，在新掘巷道的两侧打上帮锚杆，以形成永久支护。
[0097]
本申请通过自动抽取围岩间隙内部的气体，可以使得围岩内外表面形成压差，即围岩内部处于负压状态，从而可以通过大气压力对新形成的巷道进行有效支护，实现前掘后支，工艺流程简便。通过采用喷层抽气形成负压的方式，无需采用掘进机机载式顶棚或自移棚式支架，对围岩进行临时支护，可以降低耗时时长以及提升巷道的可支护的面积，满足煤矿巷道快速掘进的需求。此外，无需人工搬运的方式，对巷道的进行支护，可以降低人工劳动强度，提升支护效率。进一步地，通过打锚杆的方式，对巷道形成永久支护，提供更安全的煤炭开采的工作环境。
[0098]
下面结合附图，对本申请实施例提供的吸真空头进行说明。
[0099]
图6是本申请一个实施例公开的吸真空头的剖视图。如图6所示，该吸真空头可以包括：吸盘架01、设置在吸盘架01的底部的第一密封圈02、与吸盘架01连接，并穿过吸盘架01的抽气杆010、设置在抽气杆010内的抽气通路011、外套在抽气杆010顶端的快速接头09，以及设置在抽气杆010的抽气通路011内的单向阀012。
[0100]
其中，抽气杆010，用于向围岩表面进行打孔，并在打孔至抽气深度后停止打孔。
[0101]
抽气通路011，用于抽取围岩内部的气体，将吸盘架01吸附在围岩表面上。
[0102]
快速接头09，用于与真空发生装置所连接的抽气管路进行快速连接以及快速断开。
[0103]
单向阀012，用于封闭抽气通路011，在快速接头09与真空发生装置所连接的抽气管路断开时，维持吸盘架01的吸附状态。
[0104]
在本申请实施例的一种可能的实现方式中，第一密封圈02可以为海绵圈，也可以为硅橡胶圈。第一密封圈02可以与吸盘架01胶接。通过在吸盘架01的底部设置第一密封圈02，可以实现吸盘架01紧密贴附在围岩表面上。
[0105]
其中，胶接(bonding)是指利用胶粘剂在连接面上产生的机械结合力、物理吸附力和化学键合力，而使两个胶接件，比如第一密封圈02和吸盘架01联接起来的工艺方法。其中，胶接不仅适用于同种材料，也适用于异种材料，可以提升适用性。并且，胶接工艺简便，
不需要复杂的工艺设备，且胶接操作无需在高温高压下进行，因而胶接件不易产生变形，接头应力分布均匀。在通常情况下，胶接接头还具有良好的密封性、电绝缘性和耐腐蚀性。
[0106]
本申请实施例中，吸真空头贴附在围岩表面上，通过抽气通路011抽取围岩内部的气体，可以在吸盘架01的两侧产生压差，在大气压力的作用下，第一密封圈02，例如海绵圈被压缩，使吸盘架01紧密贴附在围岩表面，从而密封吸盘架01与围岩表面之间的间隙，而后，继续通过抽气通路011，不断地将围岩内部的气体抽出，从而在围岩表面内外表面产生压差，通过大气压力对围岩表面进行有效支护。
[0107]
本申请实施例中，快速接头09用于与真空发生装置所连接的抽气管路进行快速连接以及快速断开。其中，抽气管路用于连接真空发生装置与吸真空头。例如，当利用抽真空子系统对围岩内部的气体进行抽取时，快速接头09可以与真空发生装置所连接的抽气管路进行快速连接，而当停止对围岩内部的气体进行抽取时，快速接头09可以与真空发生装置所连接的抽气管路进行快速断开，维持吸盘架01的吸附状态。
[0108]
在本申请实施例的一种可能的实现方式中，快速接头09可以为接头母体，真空发生装置所连接的抽气管路上设置有接头子体，该接头子体用于与接头母体进行快速连接以及快速断开。
[0109]
在本申请实施例的另一种可能的实现方式中，快速接头09可以为接头子体，真空发生装置所连接的抽气管路上设置有接头母体，该接头母体用于与接头子体进行快速连接以及快速断开。
[0110]
本申请实施例中，在通过抽气通路011抽气结束后，抽气杆010的抽气通路011内设置的单向阀012，可以封闭抽气通路011，维持吸盘架01的吸附状态，从而确保围岩内部维持负压状态，通过大气压力对围岩表面进行持续且有效地支护。
[0111]
本申请实施例中，在开始抽气时，快速接头09可以与真空发生装置所连接的抽气管路进行快速连接，然后可以通过抽气通路011吸收围岩内部的气体，在真空发生装置吸收吸盘架01覆盖区域内的空气后，可以在吸盘架01的两侧产生压差，在大气压力的作用下，第一密封圈02，例如海绵圈被压缩，使吸盘架01紧密贴附在围岩表面，从而密封吸盘架01与围岩表面之间的间隙，而后，继续通过真空发生装置抽气，不断将围岩内部的气体抽出，从而在围岩表面内外表面产生压差，实现支护作用。而当停止抽气时，快速接头09可以与真空发生装置所连接的抽气管路进行快速断开，并通过抽气通路011内的单向阀012将抽气通路011封闭，维持吸盘架的吸附状态，从而实现对围岩表面进行持续且有效地支护。
[0112]
也就是说，该吸真空头具有封闭结构，当抽真空子系统通过抽气维持围岩内负压平衡时，可以通过抽气通路011内的单向阀012将抽气通路011封闭，以实现对围岩表面进行持续且有效地支护。上述临时支护随着掘进机继续向前，吸真空头继续吸附在围岩表面上，由单向阀012将抽气通路011封闭，确保围岩内部的负压处于保持状态，以通过大气压力对围岩表面进行持续且有效地支护。在锚杆机打完锚杆之后，可以将吸真空头取下重复利用。由此，通过将吸真空头可插拔地与真空发生装置所连接的抽气管路连接，可以实现对新形成的巷道表面，即围岩表面进行有效支护。并且，吸真空头可以重复利用，还可以进一步提升可支护的面积。
[0113]
本申请实施例的吸真空头，通过抽气通路011自动抽取围岩内部的气体，可以使得围岩表面内外表面形成压差，即围岩内部处于负压状态，从而可以通过大气压力对围岩表
面进行有效支护。通过单向阀012，封闭抽气通路011，在快速接头09与真空发生装置所连接的抽气管路断开时，维持吸盘架的吸附状态，可以实现对围岩表面进行持续且有效地支护。并且，无需采用掘进机机载式顶棚或自移棚式支架，对围岩表面进行临时支护，可以降低耗时时长以及提升围岩表面可支护的面积，满足煤矿巷道快速掘进的需求。此外，无需人工搬运的方式，对围岩表面进行支护，可以降低人工劳动强度，提升支护效率。
[0114]
在本申请的一种可能的实现方式中，该吸真空头的个数可以为1个，也可以为多个，当吸真空头的个数为多个时，可以进一步提升围岩表面可支护的面积。
[0115]
本申请上述实施例的抽气过程工作原理为：通过真空发生装置与吸真空头相连，吸真空头贴附在围岩表面上，并通过抽气杆010内部的抽气通路011吸收围岩内部的气体。在真空发生装置吸收吸盘架01覆盖区域的空气时，可以在吸盘架01的两侧产生压差，在大气压力的作用下，第一密封圈02，例如海绵圈被压缩，使吸盘架01紧密贴附在围岩表面，从而密封吸盘架01与围岩表面之间的间隙，而后，继续通过真空发生装置抽气，不断将围岩内部的气体抽出，从而在围岩表面内外表面产生压差，实现支护作用。
[0116]
为了清楚说明上一实施例，本实施例提供了另一种吸真空头，图7是本申请一个实施例公开的吸真空头的剖视图。
[0117]
如图7所示，该吸真空头还可以包括：球轴承04。
[0118]
其中，球轴承04设置在吸盘架01内的中心位置，该球轴承04与抽气杆010连接。
[0119]
其中，球轴承是滚动轴承的一种，球滚珠装在内钢圈和外钢圈的中间，能够承受较大的载荷。
[0120]
进一步地，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，参见图7，该吸真空头还可以包括：柔性材料连接套05、轴套06和法兰盘07。
[0121]
其中，法兰盘07，固定在吸盘架01的顶部。
[0122]
柔性材料连接套05，夹设在法兰盘07与吸盘架01之间。
[0123]
轴套06，外套在抽气杆010上，并与柔性材料连接套05连接。
[0124]
进一步地，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，法兰盘07可以与吸盘架01通过螺钉连接，并在法兰盘07与吸盘架01之间放置柔性材料连接套05。
[0125]
进一步地，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，参见图7，上述第一密封圈02的数量为至少两个，例如，第一密封圈02的个数可以为4个、6个、8个等等。需要说明的是，图7仅以第一密封圈02的数量为4个进行示例。
[0126]
进一步地，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，参见图7，吸盘架01上至少两个第一密封圈02之间设置有抽气口03，例如，可以在相邻的第一密封圈02之间设置抽气口03，通过抽气口03抽取吸盘架01与围岩表面之间的间隙里的气体，从而使得吸盘架01紧密贴附在围岩表面。
[0127]
进一步地，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，上述抽气口03内也可以设置有单向阀，用于封闭抽气口03，维持吸盘架01的吸附状态。
[0128]
具体地，在通过抽气口03抽气结束后，抽气口03内设置的单向阀，可以封闭抽气口03，维持吸盘架01的吸附状态，从而确保围岩内部维持负压状态，通过大气压力对围岩表面进行持续且有效地支护。
[0129]
进一步地，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，上述抽气口03可以为环状
空间抽气口。
[0130]
进一步地，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，吸盘架01上至少两个第一密封圈02之间可以设置有气孔，用于排出吸盘架01与围岩表面之间的间隙里的气体，进一步维持吸盘架01紧密地贴附在围岩表面。
[0131]
进一步地，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，轴套06与抽气杆010之间还可以夹设有第二密封圈，以实现轴套06与抽气杆010的密封连接。
[0132]
进一步地，在本申请实施例的另一种可能的实现方式中，轴套06内侧还可以设置有轴套孔，轴套孔内设置有第二密封圈，以实现轴套06与抽气杆010的密封连接。
[0133]
需要说明的是，图7仅以第二密封圈08设置在轴套孔内进行示例，实际应用时，还可以无需在轴套06内侧设置轴套孔，进而由轴套孔内设置第二密封圈08，例如，可以直接在轴套06与抽气杆010之间夹设第二密封圈08，本申请对此并不做限制。由此，可以通过多种方式，实现轴套06与抽气杆010的密封连接，可以提升该吸真空头的适用性。
[0134]
进一步地，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，上述抽气口03也可以设置有快速接头，该快速接头用于与真空发生装置所连接的抽气管路进行快速连接以及快速断开。
[0135]
具体地，真空发生装置可以通过抽气口03吸收吸盘架01与围岩表面之间的间隙里的气体，并且，真空发生装置还可以通过抽气杆010内部的抽气通路011吸收围岩内部的气体。在真空发生装置吸收吸盘架01覆盖区域内的空气后，即在真空发生装置吸收吸盘架01与围岩表面之间的间隙里的气体以及吸收围岩内部的气体后，可以在吸盘架01的两侧产生压差，在大气压力的作用下，第一密封圈02，例如海绵圈被压缩，使吸盘架01紧密贴附在围岩表面，从而密封吸盘架01与围岩表面之间的间隙，而后，继续通过真空发生装置抽气，不断将围岩间隙内部的气体抽出，从而在围岩表面内外表面产生压差，实现支护作用。
[0136]
也就是说，该吸真空头具有封闭结构，当真空发生装置抽完吸盘架01与围岩表面之间的间隙里的气体，以及当抽真空子系统通过抽气维持围岩内负压平衡时，可以通过抽气口03内的单向阀将吸真空头的抽气口03封闭，以及通过抽气通路011内的单向阀012将抽气通路011封闭，以实现对围岩表面进行持续且有效地支护。上述临时支护随着掘进机继续向前，吸真空头继续吸附在围岩表面上，由单向阀将抽气口03和抽气通路011封闭，确保围岩内部的负压处于保持状态，以通过大气压力对围岩表面进行持续且有效地支护。在锚杆机打完锚杆之后，可以将吸真空头取下重复利用。由此，通过将吸真空头可插拔地与真空发生装置所连接的抽气管路连接，可以实现对新形成的巷道表面，即围岩表面进行有效支护。并且，吸真空头可以重复利用，还可以进一步提升可支护的面积。
[0137]
在本申请实施例的一种可能的实现方式中，吸盘架01的形状可以为圆形，或者，吸盘架01的形状还可以矩形，本申请对此并不做限制。
[0138]
作为一种示例，当吸盘架01的形状为圆形时，参见图8，图8是本申请一个实施例公开的吸真空头的俯视图。
[0139]
作为另一种示例，当吸盘架01的形状为矩形时，参见图9，图9是本申请一个实施例公开的吸真空头的俯视图。
[0140]
上述实施例中，抽气过程可以采用工艺a，或者，也可以采用工艺b，本申请实施例对此并不作限制。
[0141]
其中，工艺a为：将真空发生装置7与吸真空头6的抽气通路011相连，利用真空发生装置7抽出围岩表面裂隙内的空气，使围岩表面处于负压状态，在浅部围岩表面形成压差p，其中0＜p≤0.1mpa，形成主动的临时支护作用。真空发生装置7在此过程中始终与吸真空头6的抽气通路011相连，持续抽气至施工结束。
[0142]
工艺b为：将真空发生装置7与吸真空头6的抽气通路011相连，利用真空发生装置7抽出围岩表面裂隙内的空气，使围岩表面处于负压状态，在浅部围岩表面形成压差p，其中0＜p≤0.1mpa，形成主动的临时支护作用。在此过程中，当p＝0.1mpa时，真空发生装置7与吸真空头6断开连接，即真空发生装置7所连接的抽气管路与快速接头09快速断开连接，利用吸真空头7中的单向阀012维持压差，直至施工结束。
[0143]
在上述实施例基础之上，不同的围岩条件，从围岩间隙内抽气的难度不同，为了适应不同围岩条件，在抽气之前，可以对围岩条件进行判断，以决定是否在预留的未喷涂区域进行打孔。
[0144]
图10为本申请一个实施例公开的临时支护的形成方法的流程示意图。如图10所示，具体包括以下步骤：
[0145]
s301、将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面，在围岩表面形成一层密封喷层。
[0146]
s302、获取围岩的围岩参数，根据围岩参数，判断是否需要在围岩表面打孔。
[0147]
其中，围岩参数至少包括：围岩的岩石质量指标(rock quality designation，简称rqd)和围岩表面的裂隙参数。
[0148]
可选地，每掘进50m通过钻孔窥视及取芯，测定围岩的rqd。rqd指每次进尺中等于或大于10cm的柱状岩芯的累计长度与每个钻进回次进尺之比(以百分数表示)。rqd是一个衡量岩石质量的定量指标,由岩石的质量来反应岩体完整程度的一个具体参数。
[0149]
本申请中，如围岩的rqd大于第一预设值，则确定需要在围岩表面进行打孔。第一预设值可以为50％。
[0150]
围岩的rqd可以包括巷道的轴向rqd和巷道的径向rqd。若巷道轴向的rqd和巷道径向的rqd中的其中一个大于第一预设值，即50％，则需要打孔抽气。反之，不打孔需要满足巷道的轴向rqd和巷道的径向rqd均小于第一预设值。
[0151]
可选地，巷道掘进过程中，采用三维激光扫描、图像识别等测绘新露围岩的裂隙状况，例如可以获取围岩表面的裂隙间距，裂隙的长度等作为裂隙参数。例如，若裂隙间距大于第二预设值，则确定需要在围岩表面进行打孔，和/或，若裂隙长度小于第三预设值，则确定需要在围岩表面进行打孔。第一预设值例如可以为10cm，第二预设值例如可以为5cm。反之，不打孔需要裂隙参数满足裂隙间距小于或者等于第二预设值且裂隙长度大于或者等于第三预设值。
[0152]
如需要在围岩表面打孔，则执行步骤s303，若无需在围岩表面打孔，则执行步骤s305。
[0153]
s303、若判定需要打孔，则在围岩表面预留的未喷涂区域打孔，以形成抽气孔。
[0154]
在喷涂过程中，往往会预留一定的未喷涂区域，通过该未喷涂区域，从围岩间隙里面抽取气体，最终使得围岩内外形成负压状态。在本申请中，在判断围岩需要打孔时，可以在围岩表面预留的未喷涂区域进行打孔，然后可以在未喷涂区域形成抽气孔。可选地，可以在未喷涂区域打至少一个抽气孔。抽气孔的位置可以分布在未喷涂区域的中心位置，这样
就可以尽量地覆盖在吸真空头的抽气口内，以便于真空发生装置与吸真空头快速地完成抽气过程。
[0155]
s304，通过抽气孔抽取围岩间隙内的气体，以使围岩处于负压状态。
[0156]
进一步地，在完成打孔后，吸真空头就可以吸附在未喷涂区域，这样真空发生装置就可以开始抽气，围岩间隙内的气体就可以通过该抽气孔从进入吸真空头的抽气口，然后通过抽气通路进入到真空发生装置内，再通过真空发生装置的排气口排出。
[0157]
s305、直接抽取围岩间隙内的气体，以使围岩处于负压状态。
[0158]
在判定出不需要打孔时，直接将吸真空头吸附在未喷涂区域，然后真空发生装置就可以开始抽气，将围岩间隙内的气体抽入抽气通路，然后进入真空发生装置，再通过真空发生装置的排气口排出。
[0159]
本申请，在形成密封喷层后，可以根据不同的围岩条件，判断是否需要在未喷涂区域进行打孔，在需要打孔时进行打孔，能够降低抽气的难度，提高抽气效率。在无需打孔时直接抽气，避免打孔时造成的资源浪费。本申请在抽气前进行打孔判断，能够能够抽气过程能够适应不同的围岩条件，使得抽气过程更加合理。
[0160]
在上述实施例基础之上，在抽气过程中，随着围岩间隙内的气体变少，如果按照同样的工作功率或者抽气量抽气，势必会导致抽气时长延长。为了提高抽气的效率，可以在抽气过程中对抽真空子系统的工作参数进行调整。
[0161]
图11为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的流程示意图。如图11所示，本申请提出的巷道大气压力支护打孔判别方法，包括以下步骤：
[0162]
s401、将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面，以在围岩表面形成一层密封喷层。
[0163]
s402、采用从围岩表面未喷涂区域内抽取围岩间隙内的气体，以使围岩处于负压状态，其中，密封喷层在负压状态下形成临时支护。
[0164]
s403、在抽气过程中通过气压传感器检测围岩间隙内的当前气压，并根据当前压力，对真空的工作功率进行调整。
[0165]
本申请实施例中，可以控制喷涂装置5将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面，以在围岩9表面形成一层密封喷层，然后采用真空发生装置7从围岩9表面未喷涂区域内抽取围岩间隙内的气体，以使围岩处于负压状态。此种情况下，密封喷层在负压状态下形成主动的临时支护。其中，负压状态为围岩间隙内的当前气压与新掘巷道内的大气压之前的压差处于0＜p≤0.1mpa内。
[0166]
进一步地，在抽气过程中通过气压传感器检测围岩间隙内的当前气压，并根据当前压力，对抽真空子系统的工作参数进行调整。可选地，对抽真空子系统中的真空发生装置7的工作功率进行调整。
[0167]
进一步地，每个吸真空头对应一个抽气管路。吸真空头通过该抽气管路与真空发生装置连接。本申请中每个抽气管路上设置有阀门，各抽气管路上的阀门可以称为一个阀组，可选地，还可以对阀组中各个阀门的开度进行调节，以调整各个抽气管路的抽气量。可选地，根据当前气压和大气压之间的差值，可以确定出抽气量，进而能够查询到所需的抽气量对应的阀门的开度，并按照该开度调整相应的阀门，实现对抽气量的调整。
[0168]
需要说明的时，在围岩间隙内的当前气压未低于预设气压阈值时，真空发生装置7的工作功率和各个抽气通路的抽气量与围岩间隙内的当前气压呈负相关，其中，预设气压
阈值可以根据实际需求进行设定。
[0169]
其中，抽气过程采用工艺a时，真空发生装置7在围岩处于负压状态始终与吸真空头6的抽气通路011相连，持续抽气至施工结束。
[0170]
抽气过程可以采用工艺b为：将真空发生装置7与吸真空头6的抽气通路011相连，利用真空发生装置7抽出围岩表面裂隙内的空气，使围岩表面处于负压状态，在浅部围岩表面形成压差p，其中0＜p≤0.1mpa，形成主动的临时支护作用。在围岩处于负压状态时，例如，当p＝0.1mpa时，真空发生装置7与吸真空头6断开连接，即真空发生装置7所连接的抽气管路与快速接头09快速断开连接，利用吸真空头7中的单向阀012维持压差，维持吸真空头6的吸附状态，直至施工结束。
[0171]
本申请实施例中，吸真空头6中设置有气压传感器，通过设置于不同位置的气压传感器，可以检测在抽气过程中围岩间隙的当前气压。可选地，气压传感器可以设置在吸真空头的抽气通路011内；可选地，气压传感器设置围岩内的局部区域，该局部区域为穿透密封喷层在围岩内部打孔形成的孔洞。需要说明的是，打孔后将气压传感器设置在该孔洞内，并且需要在围岩表面将该孔洞进行密封。
[0172]
可选地，气压传感器可以设置在吸盘架01的底部设置的凹槽013内；可选地，气压传感器可以设置在抽气口03内。其中，气压传感器可以探针型的传感器，并且需要采用负压传感器。
[0173]
需要说明的是，当气压传感器设置在抽气口03内时，气压传感器为可探入围岩9间隙的探针型传感器。探针型传感器设置在抽气口03内边缘或者局部区域内。
[0174]
本申请中，通过增设气压传感器，能够实时检测围岩间隙内的当前气压，进而在抽气过程中可以对抽真空子系统的工作参数进行调整，灵活地调整真空发生装置的工作功率和/或各个抽气管路的抽气量，进而能够高效的完成抽气过程，以提高抽气的效率，缩减形成临时支护所需要的时间。
[0175]
作为一种可能的实现方式，如图12所示，在上述实施例的基础上，上述步骤中将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面的过程，具体包括以下步骤：
[0176]
s501、采集围岩表面的图像，根据图像获取存在间隙的表面区域。
[0177]
本申请中设置有图像传感器，例如，红外摄像头等，可以通过按钮或者语音指令控制图像传感器对围岩表面的图像进行采集。其中，图像传感器可以实时或者周期性进行采集，周期可以根据实际情况进行设定。可选地，可以通过图像传感器采集围岩表面的图像。
[0178]
进一步地，可以根据采集到的图像，识别其中存在间隙的区域，并获取存在间隙的表面区域。
[0179]
s502、将喷涂材料喷涂至巷道表面时，避让存在间隙的表面区域，以形成未喷涂区域。
[0180]
在喷涂的过程中需要控制喷涂装置的喷涂角度，以避让该表面区域。可选地，可以通过驱动喷涂装置中的旋转部件旋转，通过该旋转部件，将喷涂装置的喷涂避开该表面区域，或者，确定面向该表面区域的喷口，控制将面向该表面区域的喷口关闭，其他方向上的喷口开启，然后进行喷涂。在喷涂过程中可以进行图像采集，然后实时地根据喷涂的进程调整角度，以完成避让存在间隙的表面区域，从而能够形成未喷涂区域。
[0181]
作为一种可能的实现方式，在上述实施例的基础上，上述步骤s502中向巷道表面
喷涂喷涂材料时，避让存在间隙的表面区域的过程，具体包括，首先根据图像获取表面区域内存在的间隙面积，其次，需要选取间隙面积大于预设阈值的存在间隙的表面区域，其中，该预设阈值为吸真空头的覆盖面积。再有，在喷涂喷涂材料时，预留出一块面积为覆盖面积的区域，然后将剩余区域全部喷实，进而形成预留的未喷涂区域。
[0182]
可选地，在采集到的围岩表面的图像并获取存在间隙的表面区域后，可以获取表面区域内存在的间隙面积。
[0183]
其中，根据采集到的围岩表面的图像，获取表面区域内存在的间隙面积的具体方式，本申请不作限定。例如，可以对存在间隙的表面区域的各个轮廓角点进行采集，采集过程中通过高精度仪器来辅助对该各个角点进行坐标的定位及获取，进而实现表面区域内存在的间隙面积的获取。
[0184]
可选地，在获取到间隙面值后，可以将间隙面积与预设阈值进行比较，如果间隙面积大于预设阈值，则在喷涂喷涂材料时，避让避让所需的未喷涂区域，将大于预设阈值的间隙全部喷实；如果间隙面积小于或者等于预设阈值，则在喷涂喷涂材料时，无需避让表面区域，也就是说，该间隙面积小于或者等于覆盖面积的表面区域直接喷实，无需在该表面区域形成预留的未喷涂区域。
[0185]
实际应用中，可以密封喷层可能存在喷涂不均匀，或者漏喷的问题，在形成密封喷层后，还可以对密封喷层的喷涂质量进行检测。
[0186]
图13为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别方法的流程示意图。如图13所示，本申请提出的巷道大气压力支护打孔判别方法，包括以下步骤：
[0187]
s601、判断密封喷层是否满足支护要求；
[0188]
s602、若密封喷层未满足支护要求，则对未满足支护要求的喷涂区域进行补充喷涂或者注浆处理。
[0189]
本申请实施例中，可以控制喷涂装置1将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面，以在围岩表面形成一层密封喷层。进一步地，为了确保喷涂效果，在将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面后，可以对密封喷层进行检测，如果密封喷层满足支护要求，则可以停止喷涂；如果密封喷层未满足支护要求，则对未满足支护要求的喷涂区域进行补充喷涂或者注浆处理。
[0190]
需要说明的是，本申请对密封喷层是否满足支护要求的判断依据不作限定，可以根据实际情况进行设定。例如，可以将密封喷层的厚度、是否存在喷涂异常区域、被检测区域的气压是否发生变化等作为判断依据。
[0191]
本申请，在将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面后，可以通过动态判断密封喷层是否满足支护要求，在未满足支护要求的情况下，可以进行补充喷涂或者注浆处理，继而确保了密封喷层的喷涂效果，使得密封喷层的整体密封性能满足支护要求，避免了因密封喷层存在未满足支护要求的区域而导致安全事故的发生，提升了巷道支护效率。
[0192]
需要说明的是，在试图判断密封喷层是否满足支护要求时，可以将密封喷层的厚度、是否存在喷涂异常区域、被检测区域的气压是否发生变化等作为判断依据。
[0193]
下面分别针对将密封喷层的厚度、是否存在喷涂异常区域、被检测区域的气压是否发生变化作为判断依据，对密封喷层是否满足支护要求的判断过程进行解释说明。
[0194]
针对将密封喷层的厚度作为判断依据，作为一种可能的实现方式，在上述实施例
的基础上，通过计算机视觉或者三维激光扫描，分别对喷涂前后的围岩表面的厚度进行采集，比对喷涂前后的厚度差异，以获取密封喷层的厚度，将密封喷层的厚度与预设的厚度阈值比较，若密封喷层的厚度低于厚度阈值，确定密封喷层未满足支护要求。
[0195]
可选地，可以通过摄像头等图像传感器，分别对喷涂前后的围岩表面的图像进行采集，然后将采集到的图像发送至计算机以进行图像处理，进而获取到喷涂前后的围岩表面的厚度。
[0196]
可选地，可以通过三维激光扫描，基于激光测距原理，通过记录喷涂前后的围岩表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，快速复建出喷涂前后的围岩表面的三维模型及线、面、体等各种图件数据，从而得到喷涂前后的围岩表面的厚度。
[0197]
可选地，可以将获取到的密封喷层的厚度与预设的厚度阈值比较，如果识别密封喷层的厚度低于厚度阈值，则确定密封喷层未满足支护要求；如果识别密封喷层的厚度高于或者等于厚度阈值，则确定密封喷层满足支护要求。
[0198]
针对将是否存在喷涂异常区域作为判断依据，作为一种可能的实现方式，在上述实施例的基础上，通过计算机视觉或者三维激光扫描，以识别密封喷层内是否存在喷涂异常区域，其中，喷涂异常区域包括未喷涂区域和喷涂凹凸区域。
[0199]
本申请实施例中，可以通过计算机视觉或者三维激光扫描，采集密封喷层的rgb(red green blue)模式图像。可选地，可以通过彩色摄像头等图像传感器，对密封喷层的rgb模式图像进行采集，然后将采集到的图像发送至计算机以进行图像处理。可选地，可以通过三维激光扫描，基于激光测距原理，通过记录密封喷层表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，快速复建出密封喷层的三维模型及线、面、体等各种图件数据，以得到密封喷层的rgb模式图像。
[0200]
进一步地，可以根据密封喷层的rgb模式图像，识别密封喷层内是否存在喷涂异常区域，其中，喷涂异常区域包括未喷涂区域和喷涂凹凸区域。
[0201]
作为一种可能的实现方式，由于一般情况下，正常喷涂区域和未喷涂区域的rgb值是不同的；喷涂凹凸区域内的rgb值是非一致的，因此，本申请中可以基于图像的像素点的rgb值来进行识别。
[0202]
可选地，可以获取喷涂前围岩表面的rgb模式图像，并根据密封喷层的rgb模式图像与喷涂前围岩表面的rgb模式图像，确定前述图像中的像素点的rgb值一致的点的总数，并在识别rgb值一致的点的总数大于预设数量时，确定密封喷层内包括未喷涂区域。
[0203]
可选地，可以识别密封喷层内是否包括喷涂凹凸区域。可选地，可以根据密封喷层的rgb模式图像，识别密封喷层内是否包括喷涂凹凸区域。举例而言，获取到密封喷层的rgb模式图像中的像素点的rgb值由a变化至b，然后再由b变化至a或c，可知，密封喷层内包括喷涂凹凸区域。
[0204]
若存在喷涂异常区域，识别喷涂异常区域的形状是否为设定形状。其中，设定形状的喷涂异常区域为在围岩表面预留的未喷涂区域。
[0205]
可选地，在识别存在喷涂异常区域后，可以将喷涂异常区域的形状与设定形状进行比较，如果识别喷涂异常区域的形状与设定形状一致，则确定密封喷层满足支护要求；反之，若存在非设定形状的喷涂异常区域，则确定密封喷层未满足支护要求。
[0206]
针对将被检测区域的气压是否发生变化作为判断依据，作为一种可能的实现方
式，首先对密封喷层进行分区真空检测，获取被检测区域的气压。本申实施例中，可以对密封喷层进行区域划分，并分别针对各分区进行真空检测。可选地，可以针对每个分区，分别设置对应的真空罩等相关仪器，用于完全覆盖住密封喷层的表面分区。进一步地，可以通过预先设置的气压传感器，获取被检测区域的气压。
[0207]
其次，若被检测区域的气压发生变化，则确定密封喷层未满足支护要求。
[0208]
可选地，在获取到被检测区域的气压后，可以识别各检测区域的气压是否发生变化，如果识别被检测区域的气压发生变化，则确定密封喷层未满足支护要求；如果识别被检测区域的气压未发生变化，则确定密封喷层满足支护要求。
[0209]
进一步地，在确定密封喷层未满足支护要求之后，还可以通过补充喷涂或者注浆处理等方式进行修补，直至密封喷层的喷涂效果符合要求。
[0210]
进一步地，可以根据被检测区域的气压变化情况，确定被检测区域的漏气量，根据漏气量，对被检测区域进行补充喷涂或者注浆处理。
[0211]
可选地，可以根据采集的图像进一步识别出未满足支护要求的喷涂区域，然后未满足支护要求的喷涂区域在图像中位置，结合相机的姿态数据，确定出该未满足支护要求的喷涂区域围岩处的位置信息，进而根据位置信息，调整喷涂装置的喷涂角度，然后喷涂装置按照该喷涂角度，将喷涂材料喷涂至未满足支护要求的喷涂区域，以实现对该区域的补充喷涂。
[0212]
可选地，可以通过驱动旋转部件旋转，通过该旋转部件，将喷涂装置的喷头调整至朝向该未满足支护要求的喷涂区域的喷涂角度，然后进行喷涂。或者，确定面向该未满足支护要求的喷涂区域的喷口，控制将面向这些位置的喷口开启，其他方向上的喷口关闭，然后进行喷涂。
[0213]
由此，本申请通过将密封喷层的厚度、是否存在喷涂异常区域、被检测区域的气压是否发生变化等作为判断依据，使得本申请能够通过多种不同的方式对密封喷层是否满足支护要求进行判断，确保了密封喷层是否满足支护要求判断结果的准确性、有效性。进一步地，在识别密封喷层未满足支护要求时，对未满足支护要求的区域进行补充喷涂或者注浆处理，避免了因密封喷层是否满足支护要求判断结果不准确导致存在漏检的未满足支护要求的区域，通过确保了密封喷层的整体均能满足支护要求，进一步提升了巷道支护效率。
[0214]
图14为本申请一个实施例公开的巷道大气压力支护打孔判别系统。如图14所示，该巷道大气压力支护打孔判别系统1000包括：喷涂装置5、打孔装置110和抽真空子系统120。
[0215]
其中，喷涂装置5，用于将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面，以在围岩表面形成一层密封喷层；
[0216]
打孔装置110，用于获取围岩的围岩参数，根据围岩参数，判断是否需要在围岩表面进行打孔，若判定需要打孔，则在围岩表面预留的未喷涂区域打孔，以形成抽气孔；
[0217]
抽真空子系统120，用于通过抽气孔抽取围岩间隙内的气体或者直接抽取围岩间隙内的气体，以使围岩处于负压状态，其中，密封喷层在负压状态下形成临时支护。
[0218]
进一步地，如图15所示，喷涂装置5包括：机械臂51、喷涂组件52和驱动组件52。
[0219]
机械臂51设置在车体上。
[0220]
喷涂组件52的喷涂端与机械臂51连接。
[0221]
驱动组件53，设置在车体上，驱动组件53与机械臂51连接，驱动组53驱动机械臂51动作以带动喷涂组件52的喷涂端将喷涂材料喷涂到新形成的巷道表面，形成密封喷层。
[0222]
进一步地，喷涂组件52包括：喷头521、储料区522、泵送设备523，以及连接喷头与储料区的输料管路524。
[0223]
其中，喷头521为喷涂组件52的喷涂端，与机械臂51连接。
[0224]
泵送设备523，用于将储料区522内的喷涂材料泵至输料管路524内，由该输料管路524输送至喷头521喷出。
[0225]
进一步地，喷涂头521包括一个或者多个喷口，多个喷口的喷射方向不同。可选地，喷涂头521通过一旋转部件54与机械臂51连接，喷头521通过旋转部件54可绕机械臂51任意方向旋转。
[0226]
进一步地，抽真空子系统120，包括真空发生装置7、吸真空头6，以及连接真空发生装置和吸真空头的抽气管路，吸真空头吸附在围岩表面的未喷涂区域上，吸真空头用于与密封喷层相互封闭。
[0227]
本申请通过自动抽取围岩间隙内部的气体，可以使得围岩内外表面形成压差，即围岩内部处于负压状态，从而可以通过大气压力对新形成的巷道进行有效支护，实现前掘后支，工艺流程简便。通过采用喷层抽气形成负压的方式，无需采用掘进机机载式顶棚或自移棚式支架，对围岩进行临时支护，可以降低耗时时长以及提升巷道的可支护的面积，满足煤矿巷道快速掘进的需求。此外，无需人工搬运的方式，对巷道的进行支护，可以降低人工劳动强度，提升支护效率。进一步地，通过打锚杆的方式，对巷道形成永久支护，提供更安全的煤炭开采的工作环境。
[0228]
进一步地，在形成密封喷层后，可以根据不同的围岩条件，判断是否需要在未喷涂区域进行打孔，在需要打孔时进行打孔，能够降低抽气的难度，提高抽气效率。在无需打孔时直接抽气，避免打孔时造成的资源浪费。本申请在抽气前进行打孔判断，能够能够抽气过程能够适应不同的围岩条件，使得抽气过程更加合理。
[0229]
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0230]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0231]
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0232]
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以
是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0233]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0234]
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。