一种煤矿水文动态监测系统的制作方法

1.本发明涉及煤矿水文监测领域，特别涉及一种煤矿水文动态监测系统。


背景技术：

2.在煤矿的建设生产过程中，由于煤层的不断向前采动导致断层水的流动轨迹是不断变化的，因此需要对煤矿中断层水的流动轨迹进行动态监控，在煤矿采煤时，煤层经常深埋在地下，需要机械挖掘到煤层区域才能进行挖煤，挖掘设备在经过富水断层时，由于采掘面的不断向前采动，振动导致采掘面的断层发生变化，因此需要对煤矿采掘面进行水文的快速监测，因此需要将监测设备安装在采掘设备上（如图1所示）进行实时动态监测，而现有设备进行监测时，由于设备采掘过程中产生的振动会导致断层水产生晃动，同时造成岩体内部发生裂缝，导致断层水的流向发生变化，而水在裂缝中的传输量较少，导致现有的监控设备无法实时准确的对断层水的流径进行动态监视，进而可能无法在发生岩体侧面垮塌事故时进行预测，对监测设备安全运行造成威胁，为此我们提出一种煤矿水文动态监测系统以对采掘过程中的巷道大断层的水文情况进行动态监测，并在发生危险事故时对监测设备进行保护。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种煤矿水文动态监测系统，通过在巷道截面开挖之前，巷道水文电磁瞬变检测设备对截面的巷道进行断层富水情况探测，以快速找出巷道截面的富水大断层，将1的尾部打入富水大断层中，控制电磁铁间歇性供电，电磁铁与翻板磁性连接，而翻板背侧的拉环与螺杆通过拉绳连接，进而拉动螺杆在套筒内部移动，而又因为螺杆与齿轮螺纹传动，进而带动旋转喷头和齿轮整体转动，使通孔与传输管间歇性重合，旋转喷头和旋转喷嘴向富水断层中均匀喷洒石墨粉，以增大断层中水的导电性，进而可以增大采动产生的小断层的探测信号，以便于对采动过程中产生的小断层水文情况进行快速掌握，以进行快速预警和防护，具有较好的实用性和安全性；通过在采掘设备背面安装有固定板，固定板的一侧安装有减震滑轨，监测机构在减震滑轨上滑动，巷道水文电磁瞬变检测设备对信号加大的小断层水文情况进行探测，控制器可快速识别小断层的延伸轨迹，当探测到小断层内部的水体抵达岩面，控制器控制滑动台内部的滑动轮在减震滑轨的外表面滑动，这样滑动台整体向背对垮塌面的方向移动，对监测机构整体提供第一层保护，同时由于滑动台整体的移动，而滑动台上表面通过连接板、伸缩轴、连接套、连接板和转杆与防护壳转动连接，连接板在弧形滑槽中滑动，进而带动防护壳和柔性垫向与滑动台相反的方向移动，对滑动台整体提供第二层保护，以防止探测设备被突如其来的透水事故损坏，可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：本发明的客体是一种煤矿水文动态监测系统。
5.一种煤矿水文动态监测系统，包括用于增强断层水导电性的石墨粉、用于向富水
大断层内注入石墨粉的注入锚杆和安装在掘进设备背侧的固定板，所述固定板的远离掘进设备的一侧安装有减震滑轨，所述减震滑轨的表面滑动连接有监测机构，所述固定板的表面开设有弧形滑槽。
6.本发明进一步的改进在于，所述注入锚杆的尾端转动连接有翻板，所述注入锚杆的内部开设有粉末储存腔，所述石墨粉储存在粉末储存腔中，所述注入锚杆的侧面且位于翻板的底部开设有内腔，所述内腔的底部固定安装有电磁铁，所述电磁铁与翻板磁性连接，所述内腔的内底部固定安装有密封板，所述密封板的表面固定安装有传输管，所述传输管的输入端与粉末储存腔导通，所述密封板的输出端转动连接有旋转喷头，所述旋转喷头的远离密封板的一侧安装有旋转喷嘴，所述石墨粉的输入的开设有通孔，所述通孔与传输管间歇性导通。
7.通过以上结构可实现：在巷道截面开挖之前，安装在采掘设备背面的巷道水文电磁瞬变检测设备对截面的巷道进行断层富水情况探测，以快速找出巷道截面的富水大断层，将注入锚杆的尾部打入富水大断层中，控制电磁铁间歇性供电，电磁铁与翻板磁性连接，而翻板背侧的拉环与螺杆通过拉绳连接，进而拉动螺杆在套筒内部移动，而又因为螺杆与齿轮螺纹传动，进而带动旋转喷头和齿轮整体转动，使通孔与传输管间歇性重合，旋转喷头和旋转喷嘴向富水断层中均匀喷洒石墨粉，以增大断层中水的导电性，进而可以增大采动产生的小断层的探测信号，以便于对采动过程中产生的小断层水文情况进行快速掌握，以进行快速预警和防护。
8.本发明进一步的改进在于，所述粉末存储腔的侧沿固定安装有套筒，所述套筒的内部滑动连接有螺杆，所述翻板的背侧固定安装有拉环，所述拉环的表面环绕有拉绳，所述拉环通过拉绳与螺杆连接，所述套筒内部安装有复位机构使螺杆复位，所述旋转喷头的侧面安装有齿轮，所述齿轮与螺杆啮合连接。
9.通过以上结构可实现：这样在翻板张开时旋转喷头转动喷出石墨粉，对断层内部的水进行搅动，使断层水与石墨粉充分混合。
10.本发明进一步的改进在于，所述监测机构包括在减震滑轨上滑动的滑动台，所述滑动台的内部固定安装有控制器和巷道水文电磁瞬变检测设备，所述滑动台的内部转动连接有滑动轮。
11.通过以上结构可实现：在采掘设备背面安装有固定板，固定板的一侧安装有减震滑轨，监测机构在减震滑轨上滑动，巷道水文电磁瞬变检测设备对信号加大的小断层水文情况进行探测，控制器可快速识别小断层的延伸轨迹，当探测到小断层内部的水体抵达岩面，控制器控制滑动台内部的滑动轮在减震滑轨的外表面滑动，这样滑动台整体向背对垮塌面的方向移动，对监测机构整体提供第一层保护。
12.本发明进一步的改进在于，所述滑动台的上表面固定安装有连接件，所述连接件的上方转动连接有伸缩轴，所述伸缩轴的上端固定安装有连接套，所述连接套的上表面固定安装有转杆，所述转杆的上端固定安装有防护壳，所述防护壳的上表面固定安装有柔性垫。
13.通过以上结构可实现：由于滑动台整体的移动，而滑动台上表面通过连接件、伸缩轴、连接套、连接板和转杆与防护壳转动连接，连接板在弧形滑槽中滑动，进而带动防护壳和柔性垫向与滑动台相反的方向移动，对滑动台整体提供第二层保护，以防止探测设备被
突如其来的透水事故损坏。
14.本发明进一步的改进在于，所述连接套的内部转动连接有转轴，所述转轴与固定板固定连接，所述转杆的上端背侧固定安装有连接板，所述连接板在弧形滑槽的内部滑动。
15.通过以上结构可实现：这样使防护壳始终位于滑动台的面向透水点的一侧，对透水进行快速阻隔。
16.本发明进一步的改进在于，所述减震滑轨的两端固定安装有限位板，所述固定板的正面固定安装有减震板，所述减震滑轨的内部开设有内槽，所述减震板的上下两侧均固定安装有缓存弹簧，所述减震板通过缓存弹簧与内槽的内沿固定连接。
17.通过以上结构可实现：这样减少采掘设备工作时的震动对监测设备的影响。
18.本发明进一步的改进在于，所述控制器控制滑动轮在减震滑轨的外表面滚动，所述巷道水文电磁瞬变检测设备的输出端与控制器电性连接。
19.本发明进一步的改进在于，一种煤矿水文动态监测系统，使用步骤如下：a：在巷道截面开挖之前，安装在采掘设备背面的巷道水文电磁瞬变检测设备对截面的巷道进行断层富水情况探测，以快速找出巷道截面的富水大断层，将注入锚杆的尾部打入富水大断层中，控制电磁铁间歇性供电，电磁铁与翻板磁性连接，而翻板背侧的拉环与螺杆通过拉绳连接，进而拉动螺杆在套筒内部移动，而又因为螺杆与齿轮螺纹传动，进而带动旋转喷头和齿轮整体转动，使通孔与传输管间歇性重合，旋转喷头和旋转喷嘴向富水断层中均匀喷洒石墨粉，以增大断层中水的导电性；b：在完成a步骤后，由于采掘过程中的采动作用，使大断层的边沿出现较多的小断层，巷道水文电磁瞬变检测设备对信号加大的小断层水文情况进行探测，控制器可快速识别小断层的延伸轨迹；c：在完成b步骤同时，当探测到小断层内部的水体抵达岩面，控制器控制滑动台内部的滑动轮在减震滑轨的外表面滑动，这样滑动台整体向背对垮塌面的方向移动，对监测机构整体提供第一层保护，同时由于滑动台整体的移动，而滑动台上表面通过连接件、伸缩轴、连接套、连接板和转杆与防护壳转动连接，连接板在弧形滑槽中滑动，进而带动防护壳和柔性垫向与滑动台相反的方向移动，对滑动台整体提供第二层保护，以防止探测设备被突如其来的透水事故损坏；d：在完成c步骤的同时，控制器实时向警报中心发射探测和警报信号，并将小断层的延伸位置和水量信息一并发生至警报中心，辅助警报中心提供合适的治理方案。
20.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1、通过在巷道截面开挖之前，安装在采掘设备背面的巷道水文电磁瞬变检测设备对截面的巷道进行断层富水情况探测，以快速找出巷道截面的富水大断层，将注入锚杆的尾部打入富水大断层中，控制电磁铁间歇性供电，电磁铁与翻板磁性连接，而翻板背侧的拉环与螺杆通过拉绳连接，进而拉动螺杆在套筒内部移动，而又因为螺杆与齿轮螺纹传动，进而带动旋转喷头和齿轮整体转动，使通孔与传输管间歇性重合，旋转喷头和旋转喷嘴向富水断层中均匀喷洒石墨粉，以增大断层中水的导电性，进而可以增大采动产生的小断层的探测信号，以便于对采动过程中产生的小断层水文情况进行快速掌握，以进行快速预警和防护，具有较好的实用性和安全性。
21.2、通过在采掘设备背面安装有固定板，固定板的一侧安装有减震滑轨，监测机构
在减震滑轨上滑动，巷道水文电磁瞬变检测设备对信号加大的小断层水文情况进行探测，控制器可快速识别小断层的延伸轨迹，当探测到小断层内部的水体抵达岩面，控制器控制滑动台内部的滑动轮在减震滑轨的外表面滑动，这样滑动台整体向背对垮塌面的方向移动，对监测机构整体提供第一层保护，同时由于滑动台整体的移动，而滑动台上表面通过连接件、伸缩轴、连接套、连接板和转杆与防护壳转动连接，连接板在弧形滑槽中滑动，进而带动防护壳和柔性垫向与滑动台相反的方向移动，对滑动台整体提供第二层保护，以防止探测设备被突如其来的透水事故损坏，具有较好的实用性和安全性。
附图说明
22.图1为本发明一种煤矿水文动态监测系统所适用的巷道内部示意图。
23.图2为本发明一种煤矿水文动态监测系统的注入锚杆结构示意图。
24.图3为本发明一种煤矿水文动态监测系统的注入锚杆内部示意图。
25.图4为本发明一种煤矿水文动态监测系统的旋转喷头与密封板连接示意图。
26.图5为本发明一种煤矿水文动态监测系统的固定板、减震滑轨和监测机构整体示意图。
27.图6为本发明一种煤矿水文动态监测系统的减震滑轨和监测机构整体剖视示意图。
28.图7为本发明一种煤矿水文动态监测系统的监测机构的上部结构示意图。
29.图中：1、注入锚杆；2、固定板；3、减震滑轨；4、监测机构；5、石墨粉；6、翻板；7、内腔；8、旋转喷嘴；9、电磁铁；10、粉末存储腔；11、套筒；12、旋转喷头；13、螺杆；14、拉环；15、拉绳；16、通孔；17、齿轮；18、密封板；19、传输管；201、弧形滑槽；301、限位板；302、减震板；303、内槽；304、缓冲弹簧；401、滑动台；402、连接件；403、控制器；404、巷道水文电磁瞬变检测设备；405、伸缩轴；406、滑动轮；407、连接套；408、转杆；409、连接板；410、防护壳；411、转轴；412、滑块；413、柔性垫。
具体实施方式
30.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
31.实施例1如图1-7所示，一种煤矿水文动态监测系统，包括用于增强断层水导电性的石墨粉（5）、用于向富水大断层内注入石墨粉（5）的注入锚杆（1）和安装在掘进设备背侧的固定板（2），固定板（2）的远离掘进设备的一侧安装有减震滑轨（3），减震滑轨（3）的表面滑动连接有监测机构（4），固定板（2）的表面开设有弧形滑槽（201）。
32.在本实施例中，注入锚杆（1）的尾端转动连接有翻板（6），注入锚杆（1）的内部开设有粉末储存腔，石墨粉（5）储存在粉末储存腔中，注入锚杆（1）的侧面且位于翻板（6）的底部开设有内腔（7），内腔（7）的底部固定安装有电磁铁（9），电磁铁（9）与翻板（6）磁性连接，内
腔（7）的内底部固定安装有密封板（18），密封板（18）的表面固定安装有传输管（19），传输管（19）的输入端与粉末储存腔导通，密封板（18）的输出端转动连接有旋转喷头（12），旋转喷头（12）的远离密封板（18）的一侧安装有旋转喷嘴（8），石墨粉（5）的输入的开设有通孔（16），通孔（16）与传输管（19）间歇性导通。
33.在本实施例中，粉末存储腔（10）的侧沿固定安装有套筒（11），套筒（11）的内部滑动连接有螺杆（13），翻板（6）的背侧固定安装有拉环（14），拉环（14）的表面环绕有拉绳（15），拉环（14）通过拉绳（15）与螺杆（13）连接，套筒（11）内部安装有复位机构使螺杆（13）复位，旋转喷头（12）的侧面安装有齿轮（17），齿轮（17）与螺杆（13）啮合连接。
34.在本实施例中监测机构（4）包括在减震滑轨（3）上滑动的滑动台（401），滑动台（401）的内部固定安装有控制器（403）和巷道水文电磁瞬变检测设备（404），滑动台（401）的内部转动连接有滑动轮（406）。
35.在本实施例中，滑动台（401）的上表面固定安装有连接件（402），连接件（402）的上方转动连接有伸缩轴（405），伸缩轴（405）的上端固定安装有连接套（407），连接套（407）的上表面固定安装有转杆（408），转杆（408）的上端固定安装有防护壳（410），防护壳（410）的上表面固定安装有柔性垫（413）。
36.在本实施例中，连接套（407）的内部转动连接有转轴（411），转轴（411）与固定板（2）固定连接，转杆（408）的上端背侧固定安装有连接板（409），连接板（409）在弧形滑槽（201）的内部滑动。
37.在本实施例中，减震滑轨（3）的两端固定安装有限位板（301），固定板（2）的正面固定安装有减震板（302），减震滑轨（3）的内部开设有内槽（303），减震板（302）的上下两侧均固定安装有缓存弹簧，减震板（302）通过缓存弹簧与内槽（303）的内沿固定连接。
38.在本实施例中，控制器（403）控制滑动轮（406）在减震滑轨（3）的外表面滚动，巷道水文电磁瞬变检测设备（404）的输出端与控制器（403）电性连接。
39.通过本实施例可实现：通过在巷道截面开挖之前，安装在采掘设备背面的巷道水文电磁瞬变检测设备（404）对截面的巷道进行断层富水情况探测，以快速找出巷道截面的富水大断层，将注入锚杆（1）的尾部打入富水大断层中，控制电磁铁（9）间歇性供电，电磁铁（9）与翻板（6）磁性连接，而翻板（6）背侧的拉环（14）与螺杆（13）通过拉绳（15）连接，进而拉动螺杆（13）在套筒（11）内部移动，而又因为螺杆（13）与齿轮（17）螺纹传动，进而带动旋转喷头（12）和齿轮（17）整体转动，使通孔（16）与传输管（19）间歇性重合，旋转喷头（12）和旋转喷嘴（8）向富水断层中均匀喷洒石墨粉（5），以增大断层中水的导电性，进而可以增大采动产生的小断层的探测信号，以便于对采动过程中产生的小断层水文情况进行快速掌握，以进行快速预警和防护，具有较好的实用性和安全性。
40.实施例2如图1-7所示，一种煤矿水文动态监测系统，包括用于增强断层水导电性的石墨粉（5）、用于向富水大断层内注入石墨粉（5）的注入锚杆（1）和安装在掘进设备背侧的固定板（2），固定板（2）的远离掘进设备的一侧安装有减震滑轨（3），减震滑轨（3）的表面滑动连接有监测机构（4），固定板（2）的表面开设有弧形滑槽（201）。
41.在本实施例中，注入锚杆（1）的尾端转动连接有翻板（6），注入锚杆（1）的内部开设有粉末储存腔，石墨粉（5）储存在粉末储存腔中，注入锚杆（1）的侧面且位于翻板（6）的底部
开设有内腔（7），内腔（7）的底部固定安装有电磁铁（9），电磁铁（9）与翻板（6）磁性连接，内腔（7）的内底部固定安装有密封板（18），密封板（18）的表面固定安装有传输管（19），传输管（19）的输入端与粉末储存腔导通，密封板（18）的输出端转动连接有旋转喷头（12），旋转喷头（12）的远离密封板（18）的一侧安装有旋转喷嘴（8），石墨粉（5）的输入的开设有通孔（16），通孔（16）与传输管（19）间歇性导通。
42.在本实施例中，粉末存储腔（10）的侧沿固定安装有套筒（11），套筒（11）的内部滑动连接有螺杆（13），翻板（6）的背侧固定安装有拉环（14），拉环（14）的表面环绕有拉绳（15），拉环（14）通过拉绳（15）与螺杆（13）连接，套筒（11）内部安装有复位机构使螺杆（13）复位，旋转喷头（12）的侧面安装有齿轮（17），齿轮（17）与螺杆（13）啮合连接。
43.在本实施例中监测机构（4）包括在减震滑轨（3）上滑动的滑动台（401），滑动台（401）的内部固定安装有控制器（403）和巷道水文电磁瞬变检测设备（404），滑动台（401）的内部转动连接有滑动轮（406）。
44.在本实施例中，滑动台（401）的上表面固定安装有连接件（402），连接件（402）的上方转动连接有伸缩轴（405），伸缩轴（405）的上端固定安装有连接套（407），连接套（407）的上表面固定安装有转杆（408），转杆（408）的上端固定安装有防护壳（410），防护壳（410）的上表面固定安装有柔性垫（413）。
45.在本实施例中，连接套（407）的内部转动连接有转轴（411），转轴（411）与固定板（2）固定连接，转杆（408）的上端背侧固定安装有连接板（409），连接板（409）在弧形滑槽（201）的内部滑动。
46.在本实施例中，减震滑轨（3）的两端固定安装有限位板（301），固定板（2）的正面固定安装有减震板（302），减震滑轨（3）的内部开设有内槽（303），减震板（302）的上下两侧均固定安装有缓存弹簧，减震板（302）通过缓存弹簧与内槽（303）的内沿固定连接。
47.在本实施例中，控制器（403）控制滑动轮（406）在减震滑轨（3）的外表面滚动，巷道水文电磁瞬变检测设备（404）的输出端与控制器（403）电性连接。
48.通过本实施例可实现：通过在采掘设备背面安装有固定板（2），固定板（2）的一侧安装有减震滑轨（3），监测机构（4）在减震滑轨（3）上滑动，巷道水文电磁瞬变检测设备（404）对信号加大的小断层水文情况进行探测，控制器（403）可快速识别小断层的延伸轨迹，当探测到小断层内部的水体抵达岩面，控制器（403）控制滑动台（401）内部的滑动轮（406）在减震滑轨（3）的外表面滑动，这样滑动台（401）整体向背对垮塌面的方向移动，对监测机构（4）整体提供第一层保护，同时由于滑动台（401）整体的移动，而滑动台（401）上表面通过连接件（402）、伸缩轴（405）、连接套（407）、连接板（409）和转杆（408）与防护壳（410）转动连接，连接板（409）在弧形滑槽（201）中滑动，进而带动防护壳（410）和柔性垫（413）向与滑动台（401）相反的方向移动，对滑动台（401）整体提供第二层保护，以防止探测设备被突如其来的透水事故损坏，具有较好的实用性和安全性。
49.需要说明的是，本发明为一种煤矿水文动态监测系统，在使用时，首先，在巷道截面开挖之前，安装在采掘设备背面的巷道水文电磁瞬变检测设备（404）对截面的巷道进行断层富水情况探测，以快速找出巷道截面的富水大断层，将注入锚杆（1）的尾部打入富水大断层中，控制电磁铁（9）间歇性供电，电磁铁（9）与翻板（6）磁性连接，而翻板（6）背侧的拉环（14）与螺杆（13）通过拉绳（15）连接，进而拉动螺杆（13）在套筒（11）内部移动，而又因为螺
杆（13）与齿轮（17）螺纹传动，进而带动旋转喷头（12）和齿轮（17）整体转动，使通孔（16）与传输管（19）间歇性重合，旋转喷头（12）和旋转喷嘴（8）向富水断层中均匀喷洒石墨粉（5），以增大断层中水的导电性，其次，由于采掘过程中的采动作用，使大断层的边沿出现较多的小断层，巷道水文电磁瞬变检测设备（404）对信号加大的小断层水文情况进行探测，控制器（403）可快速识别小断层的延伸轨迹，然后，当探测到小断层内部的水体抵达岩面，控制器（403）控制滑动台（401）内部的滑动轮（406）在减震滑轨（3）的外表面滑动，这样滑动台（401）整体向背对垮塌面的方向移动，对监测机构（4）整体提供第一层保护，同时由于滑动台（401）整体的移动，而滑动台（401）上表面通过连接件（402）、伸缩轴（405）、连接套（407）、连接板（409）和转杆（408）与防护壳（410）转动连接，连接板（409）在弧形滑槽（201）中滑动，进而带动防护壳（410）和柔性垫（413）向与滑动台（401）相反的方向移动，对滑动台（401）整体提供第二层保护，以防止探测设备被突如其来的透水事故损坏，最后控制器（403）实时向警报中心发射探测和警报信号，并将小断层的延伸位置和水量信息一并发生至警报中心，辅助警报中心提供合适的治理方案。
50.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。