[发明专利]一种矿井突水灾害预警的组合传感器监测装置及方法

说明书

一种矿井突水灾害预警的组合传感器监测装置及方法，所述装置包括机架、伸缩机构、旋转机构和探杆，伸缩机构、旋转机构固定设于机架上，伸缩机构与旋转机构连接，旋转机构与探杆连接，伸缩机构用于驱动旋转机构沿伸缩方向移动，旋转机构用于驱动探杆旋转并固定在指定旋转角度位置；探杆的外周上安装有组合传感器；组合传感器包括湿度传感器、水位传感器、温度传感器和水质传感器中的至少两个；探杆的前端安装有摄影机，摄影机用于对检测孔的孔壁进行拍摄，并获取检测孔孔壁的裂隙图像及裂隙参数。本发明的结构简单，操作方便，综合检测孔内的裂隙参数、温度、湿度以及水位水质参数信息，对矿井突水作出预判，使得监测结果更准确、更可靠。

技术领域

本发明涉及煤矿突水预警技术领域，尤其涉及一种矿井突水灾害预警的组合传感器监测装置及方法。

背景技术

矿井突水是掘进或采矿过程中当巷道揭穿导水断裂、富水溶洞、积水老窿，大量地下水突然涌入矿山井巷的现象。当巷道底板下有间接充水层时，便会在地下水压力和矿山压力作用下，破坏底板隔水层，形成人工裂隙通道，导致下部高压地下水涌入井巷造成突水。矿井突水一般来势凶猛，常会在短时间内淹没坑道，给矿山生产带来危害，造成人员伤亡。水灾对矿井造成的破坏是毁灭性的，其原因在于，水灾发生的往往是瞬间发生，预测难度极大，一旦水灾发生，不仅会造成矿井人员的严重伤亡，造成难以估算的损失，同时还会对矿井造成难以修复的结局，造成更严重的经济损失。除此之外，水灾造成的矿井灾害抢救难度大，一旦产生水灾，基本上很难在有限的时间内挽回人员的生命和经济损失。

现有煤矿突水监测方法往往采用水质、水量、温度、湿度、气体成分、裂隙等单一监测指标对矿井突水进行监测，单一监测指标影响因素复杂，难以准确进行监测，监测结果准确性可靠性不高。例如，已有通过监测水质来进行煤矿井下突水预警监测的监测装置，由于水流中掺杂有碎石等杂物，容易撞击损坏水质传感器，不利于进行长期稳定的水质监测，仅通过简单设置滤网进行遮挡杂物，滤网容易堵塞，反而使水质监测装置丧失监测功能。另外，现有煤矿突水监测方法只能监测是否发生突水或者在突水前进行预判，却忽视了对于已经发生突水的矿井的水仓内的水位监测，导致无法对水仓内的设备进行及时安全有效地抢救，错过抢救时机，损失严重。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种矿井突水灾害预警的组合传感器监测装置及方法，通过在探杆的前端安装有摄影机、探杆上设置组合传感器，综合裂隙参数、温度、湿度、水位、水质参数信息，综合多参数组合对矿井突水作出预判，使得监测结果更准确、更可靠。

(二)技术方案

本发明第一方面：

提供一种矿井突水灾害预警的组合传感器监测装置，包括机架、伸缩机构、旋转机构和探杆，伸缩机构、旋转机构固定设于机架上，伸缩机构与旋转机构连接，旋转机构与探杆连接，伸缩机构用于驱动旋转机构沿伸缩方向移动，旋转机构用于驱动探杆旋转并固定在指定旋转角度位置；探杆的外周上安装有组合传感器。

进一步地，组合传感器包括湿度传感器、水位传感器、温度传感器和水质传感器中的至少两个。

进一步地，探杆的前端安装有摄影机，摄影机用于对检测孔的孔壁进行拍摄，并获取检测孔孔壁的裂隙图像及裂隙参数。

进一步地，探杆为中空结构，摄影机拆卸安装在探杆的前端，摄影机的光导纤维缆布置在探杆的中空结构中。

进一步地，伸缩机构包括第一支柱、顶座、伸缩电缸、升降板、基板，中心轴、第二支柱、直线轴承和导柱；其中，顶座通过第一支柱安装在机架的上方，伸缩电缸固定安装在顶座上，导柱顶端固定安装在顶座上，直线轴承安装在导柱上，升降板固定安装在直线轴承上且伸缩电缸伸缩杆末端通过浮动接头安装在升降板上，基板通过第二支柱安装在升降板下方。