[发明专利]煤壁片帮实时预测装置及预测方法

说明书

本发明涉及煤壁片帮实时预测装置及预测方法，其包括数据处理主站、电磁波接发装置、信号采集器以及三维立体扫描仪；数据处理主站分别与三维立体扫描仪以及信号采集器电连接；电磁波接发装置与信号采集器电连接；三维立体扫描仪对所述片帮煤壁进行表面裂隙扫描识别，并将该表面裂隙扫描识别信息传递给数据处理主站，数据处理主站获取该表面裂隙扫描识别信息；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

技术领域

本发明涉及煤壁片帮实时预测装置及预测方法。

背景技术

煤矿生产中，长壁工作面,尤其是采高较大的、煤层较软的综采工作面，煤壁片帮现象经常发生，严重影响了煤矿的生产效率和安全，影响煤矿生产工作面主要设备的开机率和回采率。

在《工作面煤壁片帮的原因与预防方法》煤炭技术2009年3月第28卷第3期。《极软厚煤层煤壁片帮与防治机理》煤炭学报2007年8月第32卷第8期都是仅仅介绍预防处理方法，无法实现实时预测，而煤矿地质环境不断变化且难以预测，漏冒等安全事故瞬间发生，上述论文都没有提供很好的实时动态监测预防的方案。

专利《一种CT扫描加载含瓦斯煤壁片帮实验台》CN201620137012.3提供一种通过CT扫描方案，也仅仅是通过抽查煤样扫描，来推测片帮情况，无法实现对片帮的真实情况进行实时监测，煤矿安全责任重大，仅仅通过抽查煤样无法真实再现煤层的真实情况，例如抽样的深度范围、长度范围、宽度范围、每一延米抽样多少煤样，都是未知。很可能因为漏检出现安全事故，其实用价值差，无法实现实时动态监测预防。

发明内容

本申请基于超高频电磁波、激光扫描等多信息融合技术原理，实现了对煤壁片帮进行实时预测，解决了在开采过程中煤壁片帮的实时预测问题，便于采取措施，预防偏帮事故的发生，提高了开机率和回采率，进而提高安全生产效率。

本发明实现三维扫描与雷达探测的有机结合，实现动态实时监测片帮情况，实现智能预警，自动化控制，信息化处理分析，对煤矿片帮研究，安全事故的预防具有革命性的进步，解决了煤矿片帮长期存在的静态监测与事后监测的滞后性，前期采样预防的盲目性与无针对性，成本高昂的问题。

具体的说，本申请的内容如下：

一种煤壁片帮实时预测装置，包括数据处理主站、电磁波接发装置、信号采集器以及三维立体扫描仪；数据处理主站分别与三维立体扫描仪以及信号采集器电连接；电磁波接发装置与信号采集器电连接；

三维立体扫描仪对所述片帮煤壁进行表面裂隙扫描识别，并将该表面裂隙扫描识别信息传递给数据处理主站，数据处理主站获取该表面裂隙扫描识别信息；

数据处理主站通过信号采集器控制电磁波接发装置向所述片帮煤壁的裂隙发射电磁波信号，电磁波信号在片帮煤壁裂隙中产生信号回波，电磁波接发装置接收信号回波并将该信号回波反馈给信号采集器，信号采集器根据接收的该信号回波计算得到所述片帮煤壁裂隙内部片帮信息并将该裂隙内部片帮信息传递给数据处理主站。

作为上述技术方案的进一步改进：

当电磁波接发装置接发电磁波时，电磁波接发装置贴合在片帮煤壁的表面上。

作为上述技术方案的进一步改进：

还包括设置在护帮板上表面上的压力传感器；压力传感器将接收片帮煤壁的正压力信息传递给数据处理主站；电磁波接发装置设置在护帮板上表面上或液压支架的架体上；信号采集器、三维立体扫描仪以及数据处理主站设置在液压支架上；在液压支架上还设置有摆动电机，摆动电机的输出轴上连接有旋转伸缩机械手，在旋转伸缩机械手上设置有对护帮板上表面进行清扫的毛刷；在液压支架上还设置有对护帮板上表面进行冲洗的风/水喷嘴；三维立体扫描仪为三维激光扫描仪，在三维立体扫描仪上设置有防护罩；数据处理主站与护帮板的控制油缸的泵站电机电连接。

作为上述技术方案的进一步改进：