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一种煤巷掘进迎头位移监测预警系统及方法
发布时间: 2022-02-17
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
新技术
行业领域：
高端装备制造产业,制造业
成果介绍
背景技术
我国煤矿以井工开采为主，需要在井下掘进规模巨大的巷道工程(每年新掘巷道约12000km)。在煤体中开掘巷道后，巷道迎头煤体所处的应力状态由三向压缩平衡状态转变为双向压缩，煤体强度大大减弱，在第三方向上出现拉应力，当煤体的抗拉强度远小于拉应力时，迎头煤体将会产生裂隙，导致煤体自承能力进一步降低，当拉应力超过煤体极限强度后，煤体便逐渐破坏，并向自由面方向(巷道迎头轴向方向)扩展乃至松脱崩落，容易造成安全事故，若不对前期的迎头煤体位移进行实时监测预警，则必然会给后期迎头煤体大面积崩落失稳破坏和因此而诱发的迎头顶板事故埋下隐患，造成难以预料的后果。事实上，已统计的巷道安全事故时有发生在顶板及巷道迎头处。
现有的煤巷掘进迎头位移监测预警方法还未见报道成熟的成套的技术与设备，迎头处煤体的应力和位移状态多以数值模拟和理论分析的方法去推演，制约于数值模拟软件和理论分模型不能完全仿真实际情况，故这种方法往往不准确，不能起到实际的监测预警作用。在巷道实际掘进过程中，迎头煤体的位移量则多以人工观测和工人的经验来判断煤体是否具有松脱崩塌的倾向来决定是否必须采取安全措施，但这种人工的判断往往都是滞后于煤体的突然崩塌，从而不能有效的避免此类安全事故，故现有的技术尚不能起到提前预警的作用。
发明内容
技术问题：本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种操作简单、满足防爆要求、实时自动监测、监测结果精准，实时预警的煤巷掘进迎头位移监测预警系统及方法。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明的煤巷掘进迎头位移监测预警系统，包括位移监测预警模块和可伸缩挂设杆，其中位移监测预警模块通过可伸缩挂设杆悬挂在巷道顶板上并正对巷道的迎头设置，所述位移监测预警模块包括多个激光发射接收器，多个激光发射接收器设置在激光发射接收器支架上，以保证多个激光发射接收器距离迎头处于同一垂直平面，同时将多个激光发射接收器发射到迎头的相邻的激光点环状连线能够形成一个检测区域。
所述的位移监测预警模块上的激光发射接收器外设有激光发射器固定外壳，激光发射器固定外壳设置在激光发射器移动滑道内，使激光发射接收器能够在激光发射器固定外壳帮助下在激光发射器移动滑道中滑动，以保证激光发射接收器构成的闭环结构的投影不小于迎头总面积的1/6。
可伸缩挂设杆的伸缩范围为300mm-1000mm，连接杆的长度为300mm-500mm，激光发射器移动滑道的滑动范围为50mm-140mm。
成果亮点
团队介绍
成果资料
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