一种煤矿断层定向监测预警装置

本发明涉及断层监测，具体涉及一种煤矿断层定向监测预警装置。

背景技术：

1、煤矿断层是地下岩层因应力作用而发生破裂并沿破裂面有明显相对位移的构造。断层活动可能导致煤矿开采过程中的安全隐患，如巷道坍塌、瓦斯泄漏等。因此，对煤矿断层进行定向监测预警是确保煤矿安全生产的重要措施。进行工程建设时，必须对地基的断层情况进行详细了解，以确定较优的工程基地，保证工程的稳固性。因此,研究断层形成过程对采动灾害的影响尤为重要。

2、然而断层之间通常会存在一个宽度不等的碎石带，传统的定向检测装置在钻孔过程中并不能有效的预防碎石带的塌陷，同时在监测过程中，碎石带的变化会直接影响到监测系统的运行，并对监测结果造成不良的影响，并且现有的定向检测装置结构复杂，且需要进行大量的数据进行分析，这会在一定程度上增加监测数据的不确定性，从而影响监测结果的准确性，进而影响煤矿的安全生产。

3、因此，有必要提供一种煤矿断层定向监测预警装置以解决上述问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种煤矿断层定向监测预警装置，包括：

2、支撑框架，其下表面设置有四组行进履带，且每组所述行进履带与支撑框架之间设置有履带转向器；

3、所述支撑框架中部竖直设置有四组伸缩柱，且每组所述伸缩柱上固定装配有第一液压缸，同侧两组伸缩柱下端固定的横梁上固定装配有钻孔监测组件，所述钻孔监测组件右侧连接有碎石收集仓，所述碎石收集仓固定装配在支撑框架背侧，所述支撑框架前侧上端固定装配有钻杆延长组件；

4、装置固定柱，设置有四组，转动装配在每组所述行进履带上端的支撑柱上；

5、预警器，固定装配在所述碎石收集仓上表面，且其连接在钻孔监测组件上。

6、进一步，作为优选，所述钻孔监测组件包括：

7、驱动电机，固定装配在右侧两组所述伸缩柱下端的横梁上，所述驱动电机的输出轴上固定装配有转动盘，所述转动盘上圆周固定装配有两组滑动轨道，两组所述滑动轨道另一端滑动装配在转动轨道上，所述转动轨道固定装配在左侧两组所述伸缩柱下端的横梁上。

8、进一步，作为优选，每组所述滑动轨道上均滑动装配有定向推动器，所述定向推动器上嵌装有转动器，所述转动器的输出轴上固定装配有钻杆，所述钻杆另一端转动设置在转动支撑器上，所述转动支撑器固定装配在对应的滑动轨道上，且两组钻杆分别固定装配有可变径钻头与断层监测组件。

9、进一步，作为优选，所述可变径钻头与其对应的转动支撑器之间同轴放置有碎石带支撑组件，且所述碎石带支撑组件固定装配在可变径钻头右侧。

10、进一步，作为优选，所述碎石带支撑组件包括：

11、固定块，镜像设置有两组，且左侧所述固定块内侧转动装配有多组自锁固定块，所述自锁固定块一端嵌装在固定块上，另一端固定在所述可变径钻头右侧，两组所述固定块内侧同轴固定装配有弹性气囊，且两组固定块之间螺纹装配有硬质伸缩管。

12、进一步，作为优选，所述断层监测组件包括：

13、支撑组件，镜像设置有两组，每组支撑组件上均固定装配有多组第二液压缸，两组支撑组件上的第二液压缸相互对应，且每组第二液压缸活塞端均固定装配有电磁块，右侧所述支撑组件右侧固定装配在对应的钻杆上；

14、监测组件，固定装配在对应支撑组件的内侧。

15、进一步，作为优选，所述支撑组件包括：

16、第三液压缸，其一端固定装配在监测组件上，所述第三液压缸侧面上固定装配有五组铰接支撑架，且每组铰接支撑架上端固定装配有支撑板。

17、进一步，作为优选，所述监测组件包括：

18、监测索，其外侧滑动装配有五组监测索连接滑轮，所述监测索连接滑轮另一侧固定装配有压缩弹簧，所述压缩弹簧另一端固定装配在对应的支撑板内侧，且所述支撑板与监测索连接滑轮之间固定装配有多级伸缩杆，且所述多级伸缩杆放置在对应的压缩弹簧内侧。

19、进一步，作为优选，两组所述监测组件的监测索同轴固定，且右侧监测组件的监测索另一端盘装在监测索盘上，所述监测索盘固定装配在右侧第三液压缸左侧，左侧监测组件的监测索另一端固定装配在左侧侧第三液压缸右侧。

20、与现有技术相比，本发明提供了一种煤矿断层定向监测预警装置，具有以下有益效果：

21、本发明中，设置履带转向器可以调整行进履带的行进角度，从而改变装置的整体方向，防止煤矿断层在煤矿巷道内的方位受多种因素的影响，使其方位并不固定，便于装置对目标断层进行定向检测，并且四组伸缩柱的设置可以在装置运行过程中改变钻孔监测组件的相对高度，从而使其可以对目标位置进行操作，所述碎石收集仓可以收集钻孔监测组件打孔产生的石屑，防止其污染巷道内的环境，影响内部的空气流通，所述钻杆延长组件可以为钻孔监测组件提供补充钻杆，从而帮助其完成定向监测任务所述预警器可以接收并分析钻孔监测组件的数据，并且当该数据达到预警器预警需求后，预警器会根据所达到的数据等级进行不同程度的预警，从而提醒工作人员迅速反应为煤矿的安全生产和高效开采提供了强有力的技术支持。

22、本发明中，所述钻孔监测组件会对目标断层进行定向钻孔，在实际工作过程中，设置的可变径钻头在钻动碎石带时，其上的碎石带支撑组件会在一定程度上阻挡碎石带的塌陷，防止碎石对后续的监测产生影响，并且在可变径钻头完全穿过碎石带后，碎石带支撑组件会弹出，并固定在碎石带两侧，防止其塌陷造成定向孔的失效，进而影响装置对断层的监测，而后可变径钻头会继续掘进一定距离，而后会缩小钻头直径，并穿过碎石带支撑组件返回，可变径钻头返回后，钻孔监测组件会驱动断层监测组件到达断层位置进行断层监测，并且在此过程中其上设置的支撑组件会保证其不会随着断层面的移动而移动，同时设置有监测组件，通过其上多组弹簧的伸长和收缩来作为判定断层是否移动或其运动方向和角度。

技术特征：

1.一种煤矿断层定向监测预警装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种煤矿断层定向监测预警装置，其特征在于：所述钻孔监测组件(6)包括：

3.根据权利要求2所述的一种煤矿断层定向监测预警装置，其特征在于：每组所述滑动轨道(63)上均滑动装配有定向推动器(65)，所述定向推动器(65)上嵌装有转动器(66)，所述转动器(66)的输出轴上固定装配有钻杆(67)，所述钻杆(67)另一端转动设置在转动支撑器(68)上，所述转动支撑器(68)固定装配在对应的滑动轨道(63)上，且两组钻杆(67)分别固定装配有可变径钻头(69)与断层监测组件(611)。

4.根据权利要求2所述的一种煤矿断层定向监测预警装置，其特征在于：所述可变径钻头(69)与其对应的转动支撑器(68)之间同轴放置有碎石带支撑组件(610)，且所述碎石带支撑组件(610)固定装配在可变径钻头(69)右侧。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿断层定向监测预警装置，其特征在于：所述碎石带支撑组件(610)包括：

6.根据权利要求3所述的一种煤矿断层定向监测预警装置，其特征在于：所述断层监测组件(611)包括：

7.根据权利要求6所述的一种煤矿断层定向监测预警装置，其特征在于：所述支撑组件(612)包括：

8.根据权利要求6所述的一种煤矿断层定向监测预警装置，其特征在于：所述监测组件(613)包括：

9.根据权利要求8所述的一种煤矿断层定向监测预警装置，其特征在于：两组所述监测组件(613)的监测索(6132)同轴固定，且右侧监测组件(613)的监测索(6132)另一端盘装在监测索盘(6131)上，所述监测索盘(6131)固定装配在右侧第三液压缸(6121)左侧，左侧监测组件(613)的监测索(6132)另一端固定装配在左侧侧第三液压缸(6121)右侧。

技术总结本发明公开了一种煤矿断层定向监测预警装置，包括：支撑框架，其下表面设置有四组行进履带，且每组所述行进履带与支撑框架之间设置有履带转向器；所述支撑框架中部竖直设置有四组伸缩柱，且每组所述伸缩柱上固定装配有第一液压缸，同侧两组伸缩柱下端固定的横梁上固定装配有钻孔监测组件，所述钻孔监测组件右侧连接有碎石收集仓，所述碎石收集仓固定装配在支撑框架背侧，所述支撑框架前侧上端固定装配有钻杆延长组件；装置固定柱，设置有四组，转动装配在每组所述行进履带上端的支撑柱上；预警器，固定装配在所述碎石收集仓上表面，且其连接在钻孔监测组件上。技术研发人员：齐振杰,徐恒,李伦坦,李远清,武泉森,武泉林受保护的技术使用者：济宁学院技术研发日：技术公布日：2024/9/2