一种用于煤矿的冲击地压检测设备的制作方法

1.本发明涉及煤矿开采技术领域，特别涉及一种用于煤矿的冲击地压检测设备。


背景技术：

2.冲击地压是煤矿开采中典型的动力灾害之一，通常是在煤岩力学系统达到极限强度时,以突然、急剧、猛烈的形式释放弹性能，导致煤岩层瞬时破坏并伴随有煤粉和岩石的冲击，造成井巷的破坏及人身伤亡事故。冲击地压作为一种特殊的矿压显现形式，已成为煤矿开采，特别是深部开采矿井的主要灾害，严重威胁着煤矿的安全生产。
3.现用于冲击地压检测多采用传感器进行监测获取数据，并以此数据为依据判断冲击地压发生的几率，但探测部位的传感器一旦发生故障，例如无法精确探测获取数据时，无法及时对其进行判断，导致错误数据一直被获取，使得无法正确判断冲击地压发生的几率，存在安全隐患。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种用于煤矿的冲击地压检测设备，通过氡浓度传感器a和氡浓度传感器aa置于煤岩体深部所开设的探测孔内，从围岩压力变化下的岩体中监测获取氡气体浓度，通过所实时监测气体浓度值的变化趋势，可依据判断冲击地压发生的几率，实现煤矿冲击地压的概率检测。
5.本发明提供了一种用于煤矿的冲击地压检测设备的目的与功效，具体包括：检测设备壳体，所述检测设备壳体呈矩形壳体结构，检测设备壳体前端面开设有一处收纳槽，收纳槽呈矩形槽结构；所述收纳槽内端后侧面固定安装有检测壳体，检测壳体呈方形壳体结构，检测壳体内部安装有微控制器及与微控制器电性相连的5g模块、计时模块和定时模块；所述检测壳体前端面右下角部位安装有与微控制器电性相连的确认按键；所述计时模块初始设定值为一分钟，所述定时模块初始设定值为八小时；所述检测设备壳体前端面左侧方转动安装有一扇箱门，箱门闭合状态下通过锁具与检测设备壳体固定连接；所述检测设备壳体左端面及右端面均固定安装有一块安装板，安装板呈矩形板结构，两块安装板前端面均开设有一处安装孔位。
6.进一步的，还包括有冲击地压监测单元，所述冲击地压监测单元经由氡浓度传感器a、氡浓度传感器b和显示屏a共同组成；所述氡浓度传感器a置于煤岩体深部所开设的探测孔内，且氡浓度传感器a与微控制器电性相连；所述氡浓度传感器b置于煤岩体深部另一处所开设的探测孔内，且氡浓度传感器b与微控制器电性相连；所述显示屏a安装于检测壳体前端面，且显示屏a与微控制器电性相连。
7.进一步的，还包括有冲击地压监测预备单元，所述冲击地压监测预备单元经由氡浓度传感器aa、氡浓度传感器bb和显示屏b共同组成；所述氡浓度传感器aa置于与氡浓度传感器a同位置的探测孔内，且氡浓度传感器aa与微控制器电性相连；所述氡浓度传感器bb置于与氡浓度传感器b同位置的探测孔内，且氡浓度传感器bb与微控制器电性相连；所述显示
屏b安装于检测壳体前端面，且显示屏a与微控制器电性相连。
8.进一步的，所述检测壳体顶端面左侧方内嵌安装有蜂鸣器，检测壳体顶端面中间部位开设有一处往复滑腔，往复滑腔呈矩形槽结构；往复滑腔内端左侧面固定安装有一块铜质块b，铜质块b通过导线与蜂鸣器一根管脚相连接；往复滑腔内端右侧面固定安装有一块铜质块a，铜质块a通过导线与蜂鸣器另一根管脚相连接。
9.进一步的，所述往复滑腔内端底面通过一根复位弹簧b固定连接有一块横板，横板滑动连接在往复滑腔内部；所述横板顶端面中间部位固定安装有一块绝缘插片，绝缘插片左右端面分别与铜质块a和铜质块b相接触；所述绝缘插片上内嵌安装有一块贯通其左右端面的铜质嵌片，且铜质嵌片左右端面与绝缘插片左右端面共面；复位弹簧b普通伸展状态下，铜质嵌片部位脱离往复滑腔其不与铜质块a和铜质块b相接触。
10.进一步的，所述收纳槽内端左侧面及右侧面上方部位均固定安装有一块侧支撑板，两块侧支撑板底端面均通过一根复位弹簧a共同固定连接有一块铁质压板；复位弹簧a强度大于复位弹簧b强度；所述复位弹簧a普通伸展状态下，铁质压板抵压绝缘插片，此时复位弹簧b处于压缩状态，铜质嵌片与铜质块a和铜质块b相接触。
11.进一步的，所述收纳槽内端上侧方固定安装有一块电磁铁，电磁铁与检测设备壳体同外接电源，电磁铁未通电状态下，复位弹簧a处于普通伸展状态下，铁质压板不与电磁铁相接触；电磁铁通电状态下，铁质压板与电磁铁磁吸相接触，复位弹簧a处于压缩状态，此时复位弹簧b处于普通伸展状态。
12.有益效果
13.1.本发明通过氡浓度传感器a和氡浓度传感器aa置于煤岩体深部所开设的探测孔内，从围岩压力变化下的岩体中监测获取氡气体浓度，通过所实时监测气体浓度值的变化趋势，可依据判断冲击地压发生的几率，实现煤矿冲击地压的概率检测。
14.2.本发明还设置有氡浓度传感器aa和氡浓度传感器bb，而氡浓度传感器aa和氡浓度传感器bb分别置于与氡浓度传感器a和氡浓度传感器b处于同位置的探测孔内，并通过定时模块定时启动，每间隔八小时，氡浓度传感器aa和氡浓度传感器bb启动进行一次氡气体浓度监测获取，然后通过所监测获取的数据对比，对氡浓度传感器a和氡浓度传感器b进行一次故障判断，判断其是否处于正常启动状态，判断其有无发生故障。
15.3.本发明通过计时模块的设置，可强制工作人员按规定每间隔八小时对氡浓度传感器a和氡浓度传感器b进行一次故障判断，如工作人员未按规定实施，其将反馈信号，并通过5g模块向监控中心发送信息，从而记录工作人员未按规定进行故障判断操作，对工作人员实现强制性效果，对有无进行故障判断实现辨识性效果。
16.4.本发明通过电磁铁的设置，保证其在通电状态下，磁吸铁质压板，保证蜂鸣器处于电源切断状态，因电磁铁与检测设备壳体同外接电源，故当发生断电时，铁质压板将抵压绝缘插片，使得蜂鸣器电源接通，发出高分贝声响，从而提醒周围工作人员，通过该提醒，使得工作人员将及时寻找断电原因，从而避免因长时间不知晓发生断电，例如因供电导线发生断裂而发生断电，导致不知情的工作人员踩踏接触，而发生安全事故情况的发生。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地
介绍。
18.下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
19.在附图中：
20.图1是本发明的实施例的主视结构示意图。
21.图2是本发明的实施例的图1中箱门展开状态下结构示意图。
22.图3是本发明的实施例的往复滑腔部位局部剖视放大结构示意图。
23.图4是本发明的实施例的图3中电磁铁与铁质压板磁吸状态下结构示意图。
24.图5是本发明的实施例的系统框图。
25.图6是本发明的实施例的冲击地压监测单元的系统框图。
26.图7是本发明的实施例的冲击地压监测预备单元的系统框图。
27.附图标记列表
28.1、检测设备壳体；101、箱门；102、安装板；103、安装孔位；104、收纳槽；105、侧支撑板；106、复位弹簧a；107、铁质压板；2、检测壳体；201、确认按键；204、绝缘插片；205、铜质嵌片；206、横板；207、复位弹簧b；208、往复滑腔；209、铜质块a；2010、铜质块b；2011、蜂鸣器；2012、微控制器；2013、5g模块；2014、计时模块；2015、定时模块；3、电磁铁；4、冲击地压监测单元；401、氡浓度传感器a；402、氡浓度传感器b；403、显示屏a；5、冲击地压监测预备单元；501、氡浓度传感器aa；502、氡浓度传感器bb；503、显示屏b。
具体实施方式
29.为了使得本发明的技术方案的目的、方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明的具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。除非另有说明，否则本文所使用的术语具有本领域通常的含义。附图中相同的附图标记代表相同的部件。
30.实施例：请参考图1至图7所示：
31.本发明提供一种用于煤矿的冲击地压检测设备，包括检测设备壳体1，检测设备壳体1呈矩形壳体结构，检测设备壳体1前端面开设有一处收纳槽104，收纳槽104呈矩形槽结构；收纳槽104内端后侧面固定安装有检测壳体2，检测壳体2呈方形壳体结构，检测壳体2内部安装有微控制器2012及与微控制器2012电性相连的5g模块2013、计时模块2014和定时模块2015；检测壳体2前端面右下角部位安装有与微控制器2012电性相连的确认按键201；计时模块2014初始设定值为一分钟，通过计时模块2014的一分钟计时，强制工作人员按规定每间隔八小时对氡浓度传感器a401和氡浓度传感器b402进行一次故障判断；定时模块2015初始设定值为八小时，故每间隔八小时，定时模块2015向微控制器2012发送信号，微控制器2012控制氡浓度传感器aa501和氡浓度传感器bb502启动，进行一次故障判断操作；检测设备壳体1前端面左侧方转动安装有一扇箱门101，箱门101闭合状态下通过锁具与检测设备壳体1固定连接；检测设备壳体1左端面及右端面均固定安装有一块安装板102，安装板102呈矩形板结构，两块安装板102前端面均开设有一处安装孔位103。
32.其中，还包括有冲击地压监测单元4，冲击地压监测单元4经由氡浓度传感器a401、氡浓度传感器b402和显示屏a403共同组成；氡浓度传感器a401置于煤岩体深部所开设的探测孔内，且氡浓度传感器a401与微控制器2012电性相连；氡浓度传感器b402置于煤岩体深部另一处所开设的探测孔内，且氡浓度传感器b402与微控制器2012电性相连；显示屏a403
安装于检测壳体2前端面，且显示屏a403与微控制器2012电性相连，还包括有冲击地压监测预备单元5，冲击地压监测预备单元5经由氡浓度传感器aa501、氡浓度传感器bb502和显示屏b503共同组成；氡浓度传感器aa501置于与氡浓度传感器a401同位置的探测孔内，且氡浓度传感器aa501与微控制器2012电性相连；氡浓度传感器bb502置于与氡浓度传感器b402同位置的探测孔内，且氡浓度传感器bb502与微控制器2012电性相连；显示屏b503安装于检测壳体2前端面，且显示屏a403与微控制器2012电性相连，工作人员按规定进行故障判断时，其可通过显示屏b503上所显示的数值与显示屏a403上所显示的数值进行对比，从而判断氡浓度传感器a401和氡浓度传感器b402是否存在故障，导致数据监测不准确。
33.其中，检测壳体2顶端面左侧方内嵌安装有蜂鸣器2011，检测壳体2顶端面中间部位开设有一处往复滑腔208，往复滑腔208呈矩形槽结构；往复滑腔208内端左侧面固定安装有一块铜质块b2010，铜质块b2010通过导线与蜂鸣器2011一根管脚相连接；往复滑腔208内端右侧面固定安装有一块铜质块a209，铜质块a209通过导线与蜂鸣器2011另一根管脚相连接，往复滑腔208内端底面通过一根复位弹簧b207固定连接有一块横板206，横板206滑动连接在往复滑腔208内部；横板206顶端面中间部位固定安装有一块绝缘插片204，绝缘插片204左右端面分别与铜质块a209和铜质块b2010相接触；绝缘插片204上内嵌安装有一块贯通其左右端面的铜质嵌片205，且铜质嵌片205左右端面与绝缘插片204左右端面共面；复位弹簧b207普通伸展状态下，铜质嵌片205部位脱离往复滑腔208其不与铜质块a209和铜质块b2010相接触，收纳槽104内端左侧面及右侧面上方部位均固定安装有一块侧支撑板105，两块侧支撑板105底端面均通过一根复位弹簧a106共同固定连接有一块铁质压板107；复位弹簧a106强度大于复位弹簧b207强度；复位弹簧a106普通伸展状态下，铁质压板107抵压绝缘插片204，此时复位弹簧b207处于压缩状态，铜质嵌片205与铜质块a209和铜质块b2010相接触，故当发生断电时，铜质嵌片205将与铜质块a209和铜质块b2010相接触，使得蜂鸣器2011电源接通，发出高分贝声响，从而提醒周围工作人员，通过该提醒，使得工作人员将及时寻找断电原因，从而避免因长时间不知晓发生断电，例如因供电导线发生断裂而发生断电，导致不知情的工作人员踩踏接触，而发生安全事故情况的发生。
34.其中，收纳槽104内端上侧方固定安装有一块电磁铁3，电磁铁3与检测设备壳体1同外接电源，电磁铁3未通电状态下，复位弹簧a106处于普通伸展状态下，铁质压板107不与电磁铁3相接触；电磁铁3通电状态下，铁质压板107与电磁铁3磁吸相接触，复位弹簧a106处于压缩状态，此时复位弹簧b207处于普通伸展状态，故此时铜质嵌片205与铜质块a209和铜质块b2010相接触，从而保证蜂鸣器2011一直处于电源切断状态。
35.本实施例的具体使用方式与作用：
36.依据开采系统应力分布特征，在强冲击地压危险区的两侧开设两处探测孔，氡浓度传感器a401和氡浓度传感器aa501置于一处探测孔内部，而氡浓度传感器b402和氡浓度传感器bb502置于另一处探测孔内部，后对两处探测孔进行封孔处理；
37.日常检测应用时，氡浓度传感器a401和氡浓度传感器b402处于实时监测启动状态，从围岩压力变化下岩体中监测获取氡气体浓度，并实时传输给微控制器2012，监测数据显示在显示屏a403上，且还通过5g模块2013将监测数据实时传输回监控中心，监控中心可依据传输回的所监测氡气体浓度值的变化趋势，判断冲击地压发生的几率；
38.为了判断氡浓度传感器a401和氡浓度传感器b402是否处于正常启动状态，每间隔
八小时，定时模块2015向微控制器2012发送信号，微控制器2012控制氡浓度传感器aa501和氡浓度传感器bb502启动，因氡浓度传感器aa501和氡浓度传感器bb502分别与氡浓度传感器a401和氡浓度传感器b402处于同位置的探测孔内，故氡浓度传感器aa501和氡浓度传感器bb502启动后，将监测获取该对应探测孔内的氡气体浓度，然后将传输给微控制器2012，监测数据显示在显示屏b503上，且还通过5g模块2013将监测数据实时传输回监控中心，监控中心可依据传输回的所监测氡气体浓度值，判断氡浓度传感器a401和氡浓度传感器b402是否处于正常启动状态，判断其有无故障；
39.而且当定时模块2015向微控制器2012发送信号，微控制器2012控制氡浓度传感器aa501和氡浓度传感器bb502启动的同时，微控制器2012还控制计时模块2014启动，通过计时模块2014的一分钟计时，强制工作人员按规定每间隔八小时对氡浓度传感器a401和氡浓度传感器b402进行一次故障判断，工作人员按规定进行故障判断时，其可通过显示屏b503上所显示的数值与显示屏a403上所显示的数值进行对比，从而判断氡浓度传感器a401和氡浓度传感器b402是否存在故障，导致数据监测不准确，同时工作人员可通过按压确认按键201，从而关闭计时模块2014，而当未有工作人员在计时模块2014的一分钟计时内按压确认按键201关闭计时模块2014时，到达计时模块2014的一分钟计时后，其将反馈信号给予微控制器2012，微控制器2012通过5g模块2013向监控中心发送信息，从而记录工作人员未按规定进行故障判断操作，以便后续处理；
40.进一步的，日常应用时，电磁铁3处于通电状态，铁质压板107与电磁铁3磁吸相接触，当因外部因素，供电导线故障等因素，发生断电时，电磁铁3将取消通电，此时在复位弹簧a106的复位作用下，将推动铁质压板107下移，此时铁质压板107将抵压绝缘插片204沿铜质块a209和铜质块b2010下移滑动，使得复位弹簧b207被压缩，而当复位弹簧a106完全复位后，此时铜质嵌片205与铜质块a209和铜质块b2010相接触，蜂鸣器2011电源接通，其将发出高分贝声响，从而提醒周围工作人员，通过该提醒，使得工作人员将及时寻找断电原因，从而避免因长时间不知晓发生断电，例如因供电导线发生断裂而发生断电，导致不知情的工作人员踩踏接触，而发生安全事故情况的发生。
41.最后，需要说明的是，本发明在描述各个构件的位置及其之间的配合关系等时，通常会以一个/一对构件举例而言，然而本领域技术人员应该理解的是，这样的位置、配合关系等，同样适用于其他构件/其他成对的构件。
42.以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

技术特征：
1.一种用于煤矿的冲击地压检测设备，其特征在于，包括：检测设备壳体(1)，所述检测设备壳体(1)呈矩形壳体结构，检测设备壳体(1)前端面开设有一处收纳槽(104)，收纳槽(104)呈矩形槽结构；所述收纳槽(104)内端后侧面固定安装有检测壳体(2)，检测壳体(2)呈方形壳体结构，检测壳体(2)内部安装有微控制器(2012)及与微控制器(2012)电性相连的5g模块(2013)、计时模块(2014)和定时模块(2015)；所述检测壳体(2)前端面右下角部位安装有与微控制器(2012)电性相连的确认按键(201)；所述计时模块(2014)初始设定值为一分钟，所述定时模块(2015)初始设定值为八小时；所述检测设备壳体(1)前端面左侧方转动安装有一扇箱门(101)，箱门(101)闭合状态下通过锁具与检测设备壳体(1)固定连接；所述检测设备壳体(1)左端面及右端面均固定安装有一块安装板(102)，安装板(102)呈矩形板结构，两块安装板(102)前端面均开设有一处安装孔位(103)。2.如权利要求1所述一种用于煤矿的冲击地压检测设备，其特征在于：还包括有冲击地压监测单元(4)，所述冲击地压监测单元(4)经由氡浓度传感器a(401)、氡浓度传感器b(402)和显示屏a(403)共同组成；所述氡浓度传感器a(401)置于煤岩体深部所开设的探测孔内，且氡浓度传感器a(401)与微控制器(2012)电性相连；所述氡浓度传感器b(402)置于煤岩体深部另一处所开设的探测孔内，且氡浓度传感器b(402)与微控制器(2012)电性相连；所述显示屏a(403)安装于检测壳体(2)前端面，且显示屏a(403)与微控制器(2012)电性相连。3.如权利要求2所述一种用于煤矿的冲击地压检测设备，其特征在于：还包括有冲击地压监测预备单元(5)，所述冲击地压监测预备单元(5)经由氡浓度传感器aa(501)、氡浓度传感器bb(502)和显示屏b(503)共同组成；所述氡浓度传感器aa(501)置于与氡浓度传感器a(401)同位置的探测孔内，且氡浓度传感器aa(501)与微控制器(2012)电性相连；所述氡浓度传感器bb(502)置于与氡浓度传感器b(402)同位置的探测孔内，且氡浓度传感器bb(502)与微控制器(2012)电性相连；所述显示屏b(503)安装于检测壳体(2)前端面，且显示屏a(403)与微控制器(2012)电性相连。4.如权利要求1所述一种用于煤矿的冲击地压检测设备，其特征在于：所述检测壳体(2)顶端面左侧方内嵌安装有蜂鸣器(2011)，检测壳体(2)顶端面中间部位开设有一处往复滑腔(208)，往复滑腔(208)呈矩形槽结构；往复滑腔(208)内端左侧面固定安装有一块铜质块b(2010)，铜质块b(2010)通过导线与蜂鸣器(2011)一根管脚相连接；往复滑腔(208)内端右侧面固定安装有一块铜质块a(209)，铜质块a(209)通过导线与蜂鸣器(2011)另一根管脚相连接。5.如权利要求4所述一种用于煤矿的冲击地压检测设备，其特征在于：所述往复滑腔(208)内端底面通过一根复位弹簧b(207)固定连接有一块横板(206)，横板(206)滑动连接在往复滑腔(208)内部；所述横板(206)顶端面中间部位固定安装有一块绝缘插片(204)，绝缘插片(204)左右端面分别与铜质块a(209)和铜质块b(2010)相接触；所述绝缘插片(204)上内嵌安装有一块贯通其左右端面的铜质嵌片(205)，且铜质嵌片(205)左右端面与绝缘插片(204)左右端面共面；复位弹簧b(207)普通伸展状态下，铜质嵌片(205)部位脱离往复滑腔(208)其不与铜质块a(209)和铜质块b(2010)相接触。6.如权利要求5所述一种用于煤矿的冲击地压检测设备，其特征在于：所述收纳槽(104)内端左侧面及右侧面上方部位均固定安装有一块侧支撑板(105)，两块侧支撑板
(105)底端面均通过一根复位弹簧a(106)共同固定连接有一块铁质压板(107)；复位弹簧a(106)强度大于复位弹簧b(207)强度；所述复位弹簧a(106)普通伸展状态下，铁质压板(107)抵压绝缘插片(204)，此时复位弹簧b(207)处于压缩状态，铜质嵌片(205)与铜质块a(209)和铜质块b(2010)相接触。7.如权利要求6所述一种用于煤矿的冲击地压检测设备，其特征在于：所述收纳槽(104)内端上侧方固定安装有一块电磁铁(3)，电磁铁(3)与检测设备壳体(1)同外接电源，电磁铁(3)未通电状态下，复位弹簧a(106)处于普通伸展状态下，铁质压板(107)不与电磁铁(3)相接触；电磁铁(3)通电状态下，铁质压板(107)与电磁铁(3)磁吸相接触，复位弹簧a(106)处于压缩状态，此时复位弹簧b(207)处于普通伸展状态。

技术总结
本发明提供一种用于煤矿的冲击地压检测设备，涉及煤矿开采领域，包括：检测设备壳体，检测设备壳体前端面开设有一处收纳槽，所述计时模块初始设定值为一分钟，所述定时模块初始设定值为八小时；每间隔八小时，氡浓度传感器aa和氡浓度传感器bb启动进行一次氡气体浓度监测获取，然后通过所监测获取的数据对比，对氡浓度传感器a和氡浓度传感器b进行一次故障判断，判断其是否处于正常启动状态，判断其有无发生故障，解决了探测部位的传感器一旦发生故障，无法及时对其进行判断，存在安全隐患的问题。问题。问题。


技术研发人员：任志新 高帅 任学清 刘中 袁增卫 赵杰 杨森林 王彬 丁磊 方朋
受保护的技术使用者：山西安鑫定向建设工程有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/10/15