[发明专利]一种利用土洞气体监测预警岩溶塌陷的装置及工作方法

权利要求书

1.一种利用土洞气体监测预警岩溶塌陷的装置，其特征在于：包括气体定时释放组件、气体采集组件、土洞坍塌预警组件；所述气体定时释放组件包括气体注入设备、输气管、定时释放开关；气体注入设备设置在地表外侧，气体注入设备与输气管的一端相连通，输气管的另一端与设置在土洞内部的定时释放开关相连通；所述气体采集组件有若干组且若干组气体采集组件均匀设置在土洞上方；所述气体采集组件包括气体传感器、导气管、气体采集仪；所述气体传感器设置在土洞的极限平衡拱界线位置，气体传感器与导气管的一端相连通，导气管的另一端与设置在地表外侧的气体采集仪相连通；所述土洞坍塌预警组件设置在地表外侧，土洞坍塌预警组件包括用于将气体数据转换为土洞坍塌预警数值的预警值转换模块、用于进行信号传输的无线传输模块、用于将预警信息发送至电子设备终端的预警信息发布模块，预警值转换模块的信号输入端与气体采集仪的信号输出端线路连接，预警值转换模块的信号输出端通过无线传输模块与预警信息发布模块的信号输入端相连接，预警信息发布模块的信号输出端与电子设备终端无线连接。

2.如权利要求1所述的利用土洞气体监测预警岩溶塌陷的装置，其特征在于：所述输气管伸入土洞中的路径以及导气管伸出土洞中的路径均进行注浆封堵以避免出现气体外漏。

3.如权利要求2所述的利用土洞气体监测预警岩溶塌陷的装置，其特征在于：所述土洞的极限平衡拱界线采用普氏自然平衡拱理论进行计算。

4.如权利要求3所述的利用土洞气体监测预警岩溶塌陷的装置，其特征在于：所述气体采集组件有五组，五组中的气体传感器分别设置在土洞的极限平衡拱界线位置，其中一个设置在极限平衡拱界线的顶端位置，其余四个分别等间距设置在极限平衡拱界线的两侧位置。

5.一种如权利要求4所述的利用土洞气体监测预警岩溶塌陷的装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、气体注入设备对输气管进行供气操作，输气管将气体输入到定时释放开关位置；

S2、定时释放开关根据人们的控制进行释放气体操作；

S3、气体从土洞顶端的间隙内向上移动，从而被设置在土洞极限平衡拱界线位置的气体传感器检测到，然后通过导气管进入到气体采集仪中；

S4、气体采集仪对从导气管进来的气体进行分析，得到气体数据并传输给预警值转换模块；

S5、预警值转换模块将气体数据转换为土洞坍塌预警数值，并通过无线传输模块传输到预警信息发布模块；

S6、预警信息发布模块收到土洞坍塌预警数值后，把预警信息发送至电子设备终端，实现预警信息的发布。