[其他]微型冒落事故預報器

無效

• 申請號: 85109316
• 申請日: 1985-12-23
• 公開（公告）號: CN85109316A
• 公開（公告）日: 1986-09-03
• 發明（設計）人: 聶世鋒;曾昭述;邵志剛
• 申請（專利權）人: 湖北省水利廳水利科學研究所
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 湖北省專利事務所
• 代理人: 葉紅,胡繼海

本發明涉及一種自動顯示某一部位有冒落危險的報警裝置，特別是能夠接收巖石微破裂錯動產生的聲響進行監測的預報器。適用于礦井采場地下工程施工中的安全監測報警。

在采礦生產和建設中，軟巖地段的巷道頂板穩定問題非常突出。世界上很多國家采用綜合機械化采礦，設備是先進的，但當遇到軟巖地段、頂板破碎，則經常發生冒頂事故。在我國據不完全統計，使用綜合機械化設備后，頂板事故約占總事故的40%～50%，因而不能充分發揮綜采設備的效能，在普采和炮采工作面中這一問題更加突出，因為巖石破碎，不但頂板管理困難，經常發生冒頂，使產量和工效大幅度下降，而且嚴重威脅著設備及礦工的人身安全。為此，國內外工程地質，巖石力學專家和采礦工程師對地下采礦安全監測裝置進行了大量的研究，取得了一些可喜的成績，但對采場來說，由于存在不能及時進行有效的支護處理，因頂板冒落造成的人員及設備的慘重事故經常發生，而這些事故多數發生在老頂初次來壓和周期來壓階段，特別是一些老礦區，每年向下延伸20～30米，開采愈深，產生沖擊地壓的可能性就愈大，發生冒頂事故的可能性也愈大，因此在必須加強研究支架與頂板的相互作用規律，采取有效的頂板處理及支護措施外，加速研制一種切實可行的頂板冒落監測裝置則是一項十分緊迫的任務。

根據上述問題的提出，該發明人曾研制成功“遙測聲發射自控告時機”，用來研究各類巖石的力學聲學特征，并用于工程監測;隨后又研制成功“智錄遙測地聲儀”，進而對地聲、地下建筑物穩定監測研究。這兩種測試設備的有關文章分別發表在《巖土力學》VOl.5.NO.1，65-71，1984和《山區地震》（總第36期）1984年第一期上。為了解決地下工程穩定力學聲學的長期監測問題，進而又研制成功“無人值守巖石力學監測系統”，文章發表在《地球物理學報》VOl.27，NO.6，NOV????1984。

在我國還有單位研制出“地音儀”等方面的監測儀器，該儀器對收集巖石在變形過程中的聲響信息用以研究、分析巖石變形和破壞時的力學聲學特征，幫助推斷巖石處于何種變形破壞過程，并在監測、記錄等方面有獨到之處，但對地下工程監測，尤其是正在開挖的現場不可能立即進行支護、人來車往的復雜現場，就顯出了不足之處，如：體積大，攜帶不方便，安裝操作復雜。有的需市電220伏供電，而井下沒有這類電源;安全與否要看記錄才能判斷;有的儀器還需人用耳機監聽巖石發出的聲響判斷其危險程度，監聽時，采礦工人必須停止工作，以至于影響生產;有些儀器還不能防潮防爆，不能到井下，更不能到有瓦斯的煤礦井下監測。由于上述問題沒有得到很好的解決，使采場至今沒有一種理想的安全監測設備。

本發明的目的就是提供一種有效的、適用的井下安全監測報警裝置。根據巖體力學、聲學原理，頂板巖石某一局部（或全部）將要發生冒落之前必定會發生微破裂、微錯動，然后逐步發展到冒落，只要將巖石微錯動發出的聲響接收下來經有效的處理后發出信號，人們就可及時地采取措施，盡量避免因冒落而造成的事故發生。

本發明是這樣實現的。換能器將拾取到的巖石微破裂聲轉換成微弱的電信號，經過前置放大器放大到一定電平，將一定信號電壓送濾波器濾除干擾，再經主放大器進行兩級放大，然后經施密特觸發器電路整形成一恒定幅度的脈沖，最后觸發后級單穩態觸發器驅動發光二極管發光進行光報警。聲報警則是由施密特電路接成多諧振蕩器產生8KHZ-10KHZ的脈沖經晶體管進行電流放大后驅動壓電陶瓷發聲片進行聲報警，需要說明的是，由于單穩暫態過程中輸入信號將不再起作用，加上C₆的設置，即使聲接收換能器和聲發射換能器同處在一個殼體內并不會發生“鎖死”現象。

本發明具有如下優點：

1.采用了極低功耗的CMOS或HCMOS集成電路元件以普遍高容量干電池供電，可連續工作達一年以上。

2.體小質輕，采用簡便的吸頂方式安裝，不需任何引線及打孔埋設就可使用，需要監測時，將本發明用快干膠粘貼在預測位置，采礦工人不用停工，邊工作邊用眼看耳聽均可知安危，并根據報警的位置和發聲、發光程度就可準確判斷冒落的部位和大概的冒落時間間，其監測視距大于30米。

3.電路設有濾波環節、具有較高的抗干擾能力。

4.具有較高的防潮防爆性能，適合于煤礦使用。

5.采用本發明可設計生產出系列產品，如用單塊集成電路或分分立元件構成的預報器。當需要在其它領域作為若干年的長期監測預報時，其供電方式即可由殼體內供電，也可由外面其它方式供電。