[实用新型]围岩对棚架的压力监测及预警装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及井下监测支护体受力及预警装置，尤其是涉及针对巷道围岩使用棚架支护时，监测围岩对棚架不同位置的压力，并根据压力的大小判断是否预警或哪一段棚架预警的装置。 

背景技术

煤矿顶板的垮落是造成人员伤亡的煤矿重要灾害事故之一。煤矿顶板通常采用棚架等支护体进行支护，棚架为被动支护形式，被动的承载围岩对棚架的压力，棚架在现场应用过程中常出现同一根棚架的某一弯段严重变形，如果不能及时发现，极易导致冒顶事故，因此对支护体的受力进行监测是预测和预防顶板垮落事故发生的重要手段。然而目前巷道围岩对被动支护方式棚架的压力监测及预警方面尚不成熟。 

实用新型内容

基于上述技术问题，本实用新型提供一种围岩对棚架的压力监测及预警装置，该装置能够在巷道围岩使用棚架支护时，监测围岩对一根棚架不同弯段的压力，并判断是否预警或预警棚架中哪一弯段。 

其技术解决方案是： 

一种围岩对棚架的压力监测及预警装置，其包括供电线路、数据处理及显示装置与预警装置，供电线路包括电源与电源线，数据处理及显示装置包括单片机、LED显示装置与若干个压力传感器，若干个压力传感器分别安设在棚架的不同弯段，各压力传感器分别与单片机相连，单片机分别与LED显示装置、预警装置相连。 

优选的，所述数据处理及显示装置还包括外部输出接口，单片机与外部输出接口相连。 

优选的，所述外部输出接口连接数据采集器或电脑主机。 

优选的，所述LED显示装置连接光敏控制开关。 

优选的，所述预警装置为声光同步预警装置。 

优选的，所述单片机、外部输出接口、电源、LED显示装置、光敏控制开关及预警装置均由防爆外壳进行包裹。 

本实用新型的有益技术效果是： 

本实用新型采用矿用压力传感器的压力监测技术，及单片机的数据分析、储存、通讯等功能，通过多个压力传感器监测围岩对棚架弯段的压力，监测数据传输至单片机，由单片机进行数据分析处理，从而对棚架上的弯段变形进行预测，监测及根据设定的压力阀值确定是 否对某一弯段进行预警，以便及时采取应对措施。 

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明： 

图1是围岩对棚架的压力监测及预警装置示意图； 

图中：1—压力传感器，2—棚架，3—单片机，4—外部输出接口，5—电源，6—LED显示装置，7—光敏控制开关，8—声光同步预警装置，9—外壳。 

具体实施方式

结合附图，一种围岩对棚架的压力监测及预警装置，包括：供电线路、数据处理及显示装置、声光同步预警装置。其中，供电线路由电池组电源5和电源线组成，主要是向用电设备供给电能。数据处理及显示装置由压力传感器1、单片机3、外部输出接口4、LED显示装置6、光敏控制开关7及数据传输线组成。压力传感器1设置多个，分别安设在棚架2的不同弯段，并对其进行按顺序编号，各压力传感器1分别与单片机3相连。单片机3分别与电源5、LED显示装置6、声光同步预警装置8、外部输出接口4相连。LED显示装置6连接光敏控制开关7。 

本实用新型使用时：压力传感器1的数值传输到单片机3中，由单片机3进行分析处理，如果压力传感器1监测出压应力数值超过已设定的棚架2各弯段的压应力阀值后，则通过声光同步预警装置8进行预警。预警方式采用声、闪烁光指示相应压力传感器1的编号，即通过预警可获得围岩对该棚架具体哪一段的压力超过了阀值，以便于对该段及时采取应对措施。对于数据处理过程中所存储的数据可通过与外部输出接口4连接的手动采集器进行数据采集，或通过外部输出接口4传输到电脑上进行分析，从而确定棚架2各个弯段的受力，并根据受力来预测棚架2和巷道围岩的变形情况。如果井下人员想了解或记录每个压力传感器1所监测得到的具体数值，可用矿灯照射光敏控制开关7，使得LED显示装置6显示数据。LED显示装置6可以对每个压力传感器1的压力值按顺序进行循环显示。 

上述压力传感器1将应力传递到应变体上产生变形，应变计将变形量转换成电压信号，进而转换为压力值。单片机3采用微处理器定时自动监测压力传感器信号并进行处理，并对同一根棚架上的不同位置压力传感器进行自动编号并储存。