【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及煤礦水害監測與預警，具體涉及一種礦用紅外探測水體及預警裝置。
技術介紹
1、目前，隨著礦井開采深度的不斷提升，煤層開采層位以及上下巖層段多會遇到富水地層，屆時受開采擾動影響便更加容易導致礦井涌水和突水事件的發生。巷道和采掘工作面出現水害時，空氣濕度增大，惡化了勞動條件，影響勞動生產率和職工身體健康；其次，礦井涌水對各種金屬設備、支架、軌道等，均有腐蝕作用，會縮短其使用壽命；并且，由于礦井水的存在，生產過程中必須安設專門的管路、水泵等設備進行排水，增加了成本和工作量。當發生突然涌水或其水量超過排水能力時，輕則造成局部停產，重則可能造成淹井，使國家財產受到損失并危及井下作業人員的生命安全。針對如何快速有效探測到危害水體來保證礦井安全生產，已經成為關鍵性的技術難題。
2、超前探水指在某些地區，不能確保設有水害威脅時，在采掘工作之前必須進行探水，進一步探明水文情況，確切掌握水源的位置和距離。這是預防突然涌水的重要措施。紅外探測儀可實現頂板、底板、掘進面全空間全方位探測，其預報內容：掘進前方、上方、下方、兩邊30米范圍內有無含水斷層和溶洞。
3、地質體每時每刻都在由向外部發射紅外能量，并形成紅外輻射場。地質體由內向外發射紅外輻射時，必然會把地質體內部的地質信息，以紅外電磁場的形式傳遞出來。
4、紅外探測屬廣義遙感技術,它建立在紅外輻射場的基礎上。地球上一切物質,每時每刻都在向外輻射紅外電磁波,并形成紅外輻射場。物質在向外部發射紅外輻射的同時,必然會把它內部的信息傳遞出來。因而根據場的變化,
5、煤礦井下紅外探測技術是由兩個部分組成，其一是：應用原理、工作方法、探測技術要求、探測數據成圖、探測資料分析。其二是：井下紅外探測的技術手段。
6、當煤礦巷道前方和外圍介質相對比較均勻，且不存在隱蔽災害源時，沿掘進走向分別對頂板、底板、左側幫、右側幫向外進行探測，所獲得的紅外探測曲線，具有正常場特征。
7、當巷道斷面前方或巷道外圍任一空間部位存在隱蔽災害源時，隱蔽災害源產生的災害場就一定會迭加到正常場上，使正常場中的某一段曲線發生畸變，畸變段稱作紅外異常。紅外探測就是根據紅外異常來確定隱蔽災害源的存在。隱蔽災害源是指含水斷層、含水溶洞、地下暗河。
8、在復雜地質條件下，特別是巖溶發育地區，相對掘進巷道的隱伏水體或含水構造，除了出現在掘進前方之外，還可能出現在頂板上方、底板下方、兩側幫外部。針對復雜水文地質特點，紅外探測儀可實現全空間全方位探測。
9、其具體地質預報內容如下：
10、1、通過掘進方向前探測可預報掘進前方30米范圍內有無含水斷層和溶洞。
11、2、通過對巷道頂板上方探測，可確定隧道上方30米范圍有無含水層或含水構造。
12、3、通過對巷道底板下方探測，可了解下方有無含水構造，以預防滯后突水。
13、4、分別向巷道兩側幫外部探測，了解30米范圍內有無含水體或者含水斷層，以預防含水斷層在前方與隧道相交造成大突水。
14、因此，本領域技術人員提供了一種礦用紅外探測水體及預警裝置，以結合諸多
的專業知識解決上述
技術介紹
中提出的問題。
技術實現思路
1、為了解決上述現有技術中存在的技術問題，本專利技術提供一種礦用紅外探測水體及預警裝置，可有效解決礦井涌水和突水的潛在水體發現及預防問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種礦用紅外探測水體及預警裝置，包括紅外探測系統、探測儀結構依附系統、探測數據成圖系統、探測資料分析系統和探測裝置能量供給系統；
3、紅外探測系統通過探測器和紅外探頭沿巷道走向分別對頂板或底板、左幫、右幫依附長短結合的超前鉆孔進行探測；
4、探測儀結構依附系統通過模塊化安裝附件與液壓支架或者掘進機或采煤機結合，形成實時突水檢測帶；
5、探測數據成圖系統包括通信電纜、探測獲取數據處理軟件及數據成圖軟件，用于將紅外探測系統采集的數據生成圖像；
6、探測資料分析系統通過三維立體圖像分析軟件和數據庫數值比對軟件分析采集的數據，并通過警戒值報警系統對異常數據進行報警；
7、探測裝置能量供給系統包括充電電池和充電器，用于為整個裝置提供電量供給。
8、優選的，紅外探測系統通過通信電纜和通信接口與探測數據成圖系統連接，探測數據成圖系統與探測資料分析系統相連通。
9、優選的，探測儀結構依附系統可根據井下不同環境條件將裝置安裝固定于液壓支架、掘進機或采煤機機械設備上。
10、優選的，探測裝置能量供給系統通過充電電池為紅外探測系統、探測數據成圖系統、探測資料分析系統提供電量，充電器用于維持裝置的持續運行。
11、優選的，探測數據成圖系統通過探測獲取數據處理軟件和數據成圖軟件進行數據處理，并將圖像顯示于液晶數顯屏上。
12、優選的，探測資料分析系統通過三維立體圖像分析軟件對所獲取的圖像數據進行處理，并通過數據庫數值比對軟件對比數據中的異常值，觸發警戒值報警系統進行報警。
13、優選的，警戒值報警系統通過通信電纜與礦井安全中心和井下作業值班室相連通，當檢測到異常數據時觸發作業環境廣播報警。
14、優選的，紅外探測系統、探測數據成圖系統、探測資料分析系統和探測裝置能量供給系統均一體化集成于手提箱內。
15、與現有技術相比，本專利技術提供了一種礦用紅外探測水體及預警裝置，具備以下有益效果：
16、(1)本專利技術利用超前探水技術、紅外探測技術與軟件數據智能處理技術三者相結合，提高了突水預測準確性，保證了生產的效率以及工作人員的生命安全。
17、(2)使用模塊化安裝附件固定于液壓支架等施工機械進行實時監測，提高了突水預測的及時性、時效性，再進行現場環境數據錄入，數據庫信息比對等信息處理步驟，結合多層元探測曲線從軟件分析層面，確保了數據合理性、加強了算法合理性以及考慮了極值數據報警因素，使得開采變得更加安全可靠。
18、(3)結合使用現場實際紅外探水經驗與測點、鉆孔布設經驗與分布排列，并采取兩種超前鉆孔結合使用策略，對實時監測區域與超前預測區域進行短超前鉆孔與長超前鉆孔均勻分布排列。后續將短、長兩種超前鉆孔數據結合與各自數據獨立分別計算三類探測曲線，綜合比對提高準確性。為拓展裝置人工和易性，將多組探測曲線同一頁面對比與所獲取數據擬合三維立體圖像以便相關人員更直觀查詢檢驗，更好地服務煤礦探水預測工作。
19、(4)采用的是將紅外本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種礦用紅外探測水體及預警裝置，其特征在于：包括紅外探測系統(1)、探測儀結構依附系統(2)、探測數據成圖系統(3)、探測資料分析系統(4)和探測裝置能量供給系統(5)；
2.根據權利要求1所述的一種礦用紅外探測水體及預警裝置，其特征在于：紅外探測系統(1)通過通信電纜(13)和通信接口與探測數據成圖系統(3)連接，探測數據成圖系統(3)與探測資料分析系統(4)相連通。
3.根據權利要求1所述的一種礦用紅外探測水體及預警裝置，其特征在于：探測儀結構依附系統(2)可根據井下不同環境條件將裝置安裝固定于液壓支架(26)、掘進機或采煤機(31)機械設備上。
4.根據權利要求1-3任一所述的一種礦用紅外探測水體及預警裝置，其特征在于：探測裝置能量供給系統(5)通過充電電池(19)為紅外探測系統(1)、探測數據成圖系統(3)、探測資料分析系統(4)提供電量，充電器(20)用于維持裝置的持續運行。
5.根據權利要求4所述的一種礦用紅外探測水體及預警裝置，其特征在于：探測數據成圖系統(3)通過探測獲取數據處理軟件(14)和數據成圖軟件(15)
6.根據權利要求5所述的一種礦用紅外探測水體及預警裝置，其特征在于：探測資料分析系統(4)通過三維立體圖像分析軟件(16)對所獲取的圖像數據進行處理，并通過數據庫數值比對軟件(17)對比數據中的異常值，觸發警戒值報警系統(18)進行報警。
7.根據權利要求6所述的一種礦用紅外探測水體及預警裝置，其特征在于：警戒值報警系統(18)通過通信電纜(13)與礦井安全中心和井下作業值班室相連通，當檢測到異常數據時觸發作業環境廣播報警。
8.根據權利要求1所述的一種礦用紅外探測水體及預警裝置，其特征在于：紅外探測系統(1)、探測數據成圖系統(3)、探測資料分析系統(4)和探測裝置能量供給系統(5)均一體化集成于手提箱(21)內。
...【技術特征摘要】
1.一種礦用紅外探測水體及預警裝置，其特征在于：包括紅外探測系統(1)、探測儀結構依附系統(2)、探測數據成圖系統(3)、探測資料分析系統(4)和探測裝置能量供給系統(5)；
2.根據權利要求1所述的一種礦用紅外探測水體及預警裝置，其特征在于：紅外探測系統(1)通過通信電纜(13)和通信接口與探測數據成圖系統(3)連接，探測數據成圖系統(3)與探測資料分析系統(4)相連通。
3.根據權利要求1所述的一種礦用紅外探測水體及預警裝置，其特征在于：探測儀結構依附系統(2)可根據井下不同環境條件將裝置安裝固定于液壓支架(26)、掘進機或采煤機(31)機械設備上。
4.根據權利要求1-3任一所述的一種礦用紅外探測水體及預警裝置，其特征在于：探測裝置能量供給系統(5)通過充電電池(19)為紅外探測系統(1)、探測數據成圖系統(3)、探測資料分析系統(4)提供電量，充電器(20)用于維持裝置的持續運行。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：孫文斌，李林，劉倩慧，陳其勇，楊輝，張曉波，趙金海，梁麗娟，
申請(專利權)人：山東科技大學，
類型：發明
國別省市：
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