[发明专利]一种矿井分布式煤岩变形点定位方法及装置

说明书

本发明公开了一种矿井分布式煤岩变形点定位方法及装置，装置包括连接多个基站的总站、移动探测车、红外传输模块；总站位于矿井地面副井井口调度室内，基站位于矿井开采水平与井筒连线交叉处，移动探测车位于巷道内，基站与移动探测车通过防爆光纤实现井下数据传输，总站与基站借助红外传输模块形成无线传输子网。设定正在开采工作面的水平，按设定正在开采的某个工作面，从该工作面的运输巷巷道入口开始对巷道中的紧固的锚杆托盘计数，按照矿井的等高线图结合锚杆托盘的个数获取每个锚杆托盘对应的巷道的底板中线标高，获取数组数据，最终得出煤岩顶底板及两帮变形变形量，以此获取巷道变形的精确位置以保证安全生产。

技术领域

本发明涉及矿井煤岩变形点定位及预警领域，具体涉及一种矿井分布式煤岩变形点定位方法及装置。

背景技术

目前，煤炭仍然是国家的重要能源，浅部煤层逐步被开采完，开采埋深逐渐加大，从而进入了深部开采，地应力随之增大。深埋巷道在高地应力作用下，一旦超过煤岩的极限强度，逐步大面积塑性变形直至破坏。

由于地应力以压应力的形式存在，巷道受到围压的挤压作用发生位移变化，巷道空间逐步变小，对于矿井安全生产是一种警示信号。一方面，巷道受大面积挤压往往说明了受到的应力过大，而围岩需要进一步采取相应的卸压措施，包括：大直径钻孔、松动爆破等；另一方面，巷道空间变小往往顶板没有及时破断，而大量的能量积聚，引发顶板型冲击地压的危险性大大增加，此时需要采用破顶的方法，包括：顶板定向水力致裂、顶板预裂爆破等；最后，巷道变形导致机械化施工难以正常施展，需要刨底等，耗费大量的人力、物力与财力。

因此，巷道围岩变形的监测具有较大的意义，尤其是变形的重点区域，现有的方法仍然采用人工观测及现场实测，一方面耗费了人力，另一方面易造成了观测的误差；此外，现场预埋应变仪，需要进行转换，一旦现场施工爆破，应变仪测量将会有较大的误差。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中存在的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、能安全预警、使用效果好的矿的井分布式煤岩变形点定位方法及装置。

技术方案：本发明的一种矿井分布式煤岩变形点定位装置，包括连接多个基站的总站、移动探测车、红外传输模块；所述的总站位于矿井地面副井井口调度室内，所述的移动探测车位于工作面运输巷巷道内沿中线行驶，所述的多个基站分别设在矿井开采水平通道与副井井筒连线交叉处，基站通过防爆光纤与移动探测车连接实现井下数据传输，所述的总站借助设在副井井筒内的多个红外传输模块无线控制多个基站形成无线传输子网，所述的红外传输模块沿着副井井壁间隔布置，且每个基站内单独布置一个；所述的总站和基站内均装载有服务器和与服务器相连的LCD液晶屏，所述的服务器装载有相对坐标绘图软件，相对坐标绘图软件借助于VB可视化语言编写并依据传输数据自动形成曲线，通过LCD液晶屏显示开采水平范围内的定位及煤岩变形整体情况。

所述的红外传输模块包括红外发射子模块和红外接收子模块，红外传输模块沿着副井井壁间隔布置的距离为25-35m。

所述的多个基站为N个，1≤N10。

所述的移动探测车包括防爆箱、设在防爆箱顶部和左右方向布置的伸缩杆及支撑杆，所述的伸缩杆端部连接有识别锚杆托盘的形状识别传感器和微扫描探头，所述的支撑杆端部连接有超声波测距探头、照明灯及警示灯，所述的防爆箱内部布置防爆发动机、步进电机、旋转电机、单片机和制动器，防爆箱的前部设有万向轮，后部设有定向轮，所述的步进电机、形状识别传感器、微扫描探头、云存储模块、红外传输模块、旋转电机、警示灯构成了单片机的外围电路，所述的步进电机与伸缩杆连接控制伸缩杆伸缩，所述的照明灯与防爆发动机相连实现照明供电，所述的万向轮与定向轮借助于所述的可旋转桁架与防爆箱固定，通过红外遥控器控制移动探测车内部的红外传输模块实现无线传输，所述的警示灯设定在煤岩巷道变形超过15％预警。

所述移动探测车左侧的万向轮和定向轮与右侧的万向轮和定向轮的距离为适用于井下轨道800mm范围。