矿山地质灾害监测装置

权利要求

1.矿山地质灾害监测装置，其特征在于，包括第一支撑板(1)、第二支撑板(2)、第一螺杆(6)、第二螺杆(8)、螺母(9)、限位杆(10)、筒体(11)、支撑柱(14)、弹簧(16)、第五支撑板(17)、第六支撑板(20)、控制柜(21)、第二电源(24)、防护挡板(25)和第七支撑板(28)；

第一支撑板(1)水平设置；第二支撑板(2)水平设置，第二支撑板(2)位于第一支撑板(1)上方，第二支撑板(2)上开设竖直的第一螺纹孔(3)、通孔(4)和多组限位孔(5)，第一螺纹孔(3)、通孔(4)和多组限位孔(5)均在第二支撑板(2)上下端面形成开口；第一螺杆(6)与第一螺纹孔(3)配合，第一螺杆(6)底部与第一支撑板(1)转动连接，第一螺杆(6)顶部竖直穿过第一螺纹孔(3)伸入第二支撑板(2)上方，第一螺杆(6)顶部设置第一旋钮(7)；第二螺杆(8)竖直设置在第一支撑板(1)上，第二螺杆(8)顶部穿过通孔(4)伸入第二支撑板(2)上方；螺母(9)与第二螺杆(8)配合，螺母(9)位于第一支撑板(1)和第二支撑板(2)之间；限位杆(10)竖直设置在第一支撑板(1)上，限位杆(10)配合穿过限位孔(5)伸入第二支撑板(2)上方，限位杆(10)设置多组，多组限位杆(10)与多组限位孔(5)一一对应；

筒体(11)竖直设置在第二支撑板(2)上，筒体(11)内壁上滑动设置水平的第三支撑板(12)，第三支撑板(12)滑动方向为竖直方向，第三支撑板(12)上设置直线位移传感器(13)，直线位移传感器(13)位于筒体(11)内，直线位移传感器(13)的检测杆竖直向上，第二支撑板(2)上设有带动第三支撑板(12)上下移动的升降组件；支撑柱(14)配合插入筒体(11)内，支撑柱(14)底部与直线位移传感器(13)的检测杆顶部接触，支撑柱(14)上设置水平的第四支撑板(15)；弹簧(16)套在支撑柱(14)上，弹簧(16)顶部与第四支撑板(15)连接，弹簧(16)底部与筒体(11)顶部连接，弹簧(16)处于压缩状态；第五支撑板(17)水平设置在支撑柱(14)上，第五支撑板(17)为环状，第五支撑板(17)轴线与支撑柱(14)轴线重合，第五支撑板(17)与支撑柱(14)转动连接，第五支撑板(17)位于第四支撑板(15)上方，第五支撑板(17)上设有摄像机构(18)和第一电源(19)，第一电源(19)与摄像机构(18)电性连接；第四支撑板(15)上设有带动第五支撑板(17)均速转动的旋转组件；第六支撑板(20)水平设置在支撑柱(14)顶部；防护挡板(25)设置在筒体(11)外壁上，防护挡板(25)底部设置烟雾报警器(26)和温度传感器(27)；第七支撑板(28)水平设置在筒体(11)上，第七支撑板(28)位于防护挡板(25)下方，第七支撑板(28)上设置显示屏(29)；

控制柜(21)设置在第一支撑板(1)上，控制柜(21)内设有控制器(22)，控制柜(21)顶部外侧设置声光报警器(23),控制器(22)与直线位移传感器(13)、烟雾报警器(26)以及显示屏(29)均信号传输连接，控制器(22)与温度传感器(27)以及摄像机构(18)均数据传输连接，控制器(22)与声光报警器(23)以及旋转组件均控制连接，控制器(22)设有信号收发模块，控制器(22)通过信号收发模块与远程终端无线连接；第二电源(24)设置在第二支撑板(2)上，第二电源(24)与控制器(22)电性连接。

2.根据权利要求1所述的矿山地质灾害监测装置，提出矿山地质灾害监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将第一支撑板(1)固定在矿洞内的合适位置处；

S2、旋转第一旋钮(7)带动第一螺杆(6)转动，使第二支撑板(2)向上移动，直到第六支撑板(20)与矿洞顶部接触；

S3、通过升降组件调整第三支撑板(12)的高度，使显示屏(29)上显示的位移量为零；

S4、旋转螺母(9)，使其与第二支撑板(2)下端面贴合；

S5、启动摄像机构(18)后启动旋转组件；

S6、当洞内发生坍塌压迫支撑柱(14)向下移动，直线位移传感器(13)通过控制器(22)将电信号转化为具体数值后显示在显示屏(29)上，当位移量超过设定值时，控制器(22)控制声光报警器(23)启动报警，提醒施工人员撤离现场；当洞内发生煤层自燃时，烟雾报警器(26)启动，提醒施工人员撤离现场；当摄像机构(18)传输的画面中显示墙体出现裂缝时，控制器(22)通过信号收发模块向远程终端发送画面，提醒远程控制人员及时加固矿洞或组织人员撤离。

3.根据权利要求1所述的矿山地质灾害监测装置，其特征在于，升降组件包括第八支撑板(31)和第三螺杆(33)；筒体(11)上开设竖直的条形槽(30)，条形槽(30)在筒体(11)内外面均形成开口；第八支撑板(31)水平设置在第三支撑板(12)上，第八支撑板(31)穿过条形槽(30)伸出筒体(11)外，第八支撑板(31)上开设竖直的第二螺纹孔(32)；第三螺杆(33)与第二螺纹孔(32)配合，第三螺杆(33)竖直且转动设置在第二支撑板(2)上，第三螺杆(33)顶部穿过第二螺纹孔(32)伸入第八支撑板(31)上方，第三螺杆(33)顶部设置第二旋钮(34)。

4.根据权利要求1所述的矿山地质灾害监测装置，其特征在于，旋转组件包括动力装置(35)、转动轴(36)、齿轮(37)、环形齿条(38)和第三电源(39)；动力装置(35)设置在第四支撑板(15)上，动力装置与转动轴(36)传动连接，转动轴(36)竖直设置，转动轴(36)位于动力装置(35)上方；齿轮(37)与转动轴(36)键连接，齿轮(37)与环形齿条(38)啮合；环形齿条(38)竖直设置在第五支撑板(17)底部，环形齿条(38)出面朝内，环形齿条(38)轴线与支撑柱(14)轴线重合；第三电源(39)设置在第四支撑板(15)上，第三电源(39)与动力装置(35)电性连接；控制器(22)与动力装置(35)控制连接。

5.根据权利要求1所述的矿山地质灾害监测装置，其特征在于，第一支撑板(1)底部设置多组万向轮(40)，第一支撑板(1)上设置推把(41)。

6.根据权利要求1所述的矿山地质灾害监测装置，其特征在于，第一旋钮(7)上设置水平的第一握杆(42)，螺母(9)上设置水平的第二握杆(43)。

7.根据权利要求1所述的矿山地质灾害监测装置，其特征在于，第一支撑板(1)上开设多组竖直的固定孔(44)，固定孔(44)在第一支撑板(1)上下端面均形成开口。

8.根据权利要求1所述的矿山地质灾害监测装置，其特征在于，竖直投影状态下，第五支撑板(17)和第四支撑板(15)均位于第六支撑板(20)边缘内侧，第六支撑板(20)位于防护挡板(25)边缘内侧，第一支撑板(1)和第二支撑板(2)均位于防护挡板(25)边缘内侧。

说明书

技术领域

本发明涉及地质灾害监测技术领域，尤其涉及矿山地质灾害监测装置。

背景技术

在矿床开采活动中，因大量采掘井巷破坏和岩土体变形以及矿区地质、水文地质条件与自然环境发生严重变化，危害人类生命财产安全，破坏采矿工程设备和矿区资源环境，影响采矿生产的灾害。矿山地质灾害严重危害生命财产安全，因此需要实时对矿山地质情况进行监测。

中国实用新型专利公告号为CN208636436U中提出的一种矿山地质灾害监测装置，通过压力传感器来监测地质情况，结构简单，制造方便，但开采中的矿洞内存在震动、落石等情况，很容易使压力传感器产生误判，难以分辨矿山是否真的在产生地质灾害，监测效果不稳定，且检测内容单一，无法对矿山地质灾害进行全面监测。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出矿山地质灾害监测装置，结构简单，安装方便，能实时监测塌陷、裂缝以及煤层自燃，监测功能全面，且不会产生误测。

(二)技术方案

本发明提出了一种矿山地质灾害监测装置，包括第一支撑板、第二支撑板、第一螺杆、第二螺杆、螺母、限位杆、筒体、支撑柱、弹簧、第五支撑板、第六支撑板、控制柜、第二电源、防护挡板和第七支撑板；

第一支撑板水平设置；第二支撑板水平设置，第二支撑板位于第一支撑板上方，第二支撑板上开设竖直的第一螺纹孔、通孔和多组限位孔，第一螺纹孔、通孔和多组限位孔均在第二支撑板上下端面形成开口；第一螺杆与第一螺纹孔配合，第一螺杆底部与第一支撑板转动连接，第一螺杆顶部竖直穿过第一螺纹孔伸入第二支撑板上方，第一螺杆顶部设置第一旋钮；第二螺杆竖直设置在第一支撑板上，第二螺杆顶部穿过通孔伸入第二支撑板上方；螺母与第二螺杆配合，螺母位于第一支撑板和第二支撑板之间；限位杆竖直设置在第一支撑板上，限位杆配合穿过限位孔伸入第二支撑板上方，限位杆设置多组，多组限位杆与多组限位孔一一对应；

筒体竖直设置在第二支撑板上，筒体内壁上滑动设置水平的第三支撑板，第三支撑板滑动方向为竖直方向，第三支撑板上设置直线位移传感器，直线位移传感器位于筒体内，直线位移传感器的检测杆竖直向上，第二支撑板上设有带动第三支撑板上下移动的升降组件；支撑柱配合插入筒体内，支撑柱底部与直线位移传感器的检测杆顶部接触，支撑柱上设置水平的第四支撑板；弹簧套在支撑柱上，弹簧顶部与第四支撑板连接，弹簧底部与筒体顶部连接，弹簧处于压缩状态；第五支撑板水平设置在支撑柱上，第五支撑板为环状，第五支撑板轴线与支撑柱轴线重合，第五支撑板与支撑柱转动连接，第五支撑板位于第四支撑板上方，第五支撑板上设有摄像机构和第一电源，第一电源与摄像机构电性连接；第四支撑板上设有带动第五支撑板均速转动的旋转组件；第六支撑板水平设置在支撑柱顶部；防护挡板设置在筒体外壁上，防护挡板底部设置烟雾报警器和温度传感器；第七支撑板水平设置在筒体上，第七支撑板位于防护挡板下方，第七支撑板上设置显示屏；

控制柜设置在第一支撑板上，控制柜内设有控制器，控制柜顶部外侧设置声光报警器,控制器与直线位移传感器、烟雾报警器以及显示屏均信号传输连接，控制器与温度传感器以及摄像机构均数据传输连接，控制器与声光报警器以及旋转组件均控制连接，控制器设有信号收发模块，控制器通过信号收发模块与远程终端无线连接；第二电源设置在第二支撑板上，第二电源与控制器电性连接。

优选的，提出矿山地质灾害监测方法，包括以下步骤：

S1、将第一支撑板固定在矿洞内的合适位置处；

S2、旋转第一旋钮带动第一螺杆转动，使第二支撑板向上移动，直到第六支撑板与矿洞顶部接触；

S3、通过升降组件调整第三支撑板的高度，使显示屏上显示的位移量为零；

S4、旋转螺母，使其与第二支撑板下端面贴合；

S5、启动摄像机构后启动旋转组件；

S6、当洞内发生坍塌压迫支撑柱向下移动，直线位移传感器通过控制器将电信号转化为具体数值后显示在显示屏上，当位移量超过设定值时，控制器控制声光报警器启动报警，提醒施工人员撤离现场；当洞内发生煤层自燃时，烟雾报警器启动，提醒施工人员撤离现场；当摄像机构传输的画面中显示墙体出现裂缝时，控制器通过信号收发模块向远程终端发送画面，提醒远程控制人员及时加固矿洞或组织人员撤离。

优选的，升降组件包括第八支撑板和第三螺杆；筒体上开设竖直的条形槽，条形槽在筒体内外面均形成开口；第八支撑板水平设置在第三支撑板上，第八支撑板穿过条形槽伸出筒体外，第八支撑板上开设竖直的第二螺纹孔；第三螺杆与第二螺纹孔配合，第三螺杆竖直且转动设置在第二支撑板上，第三螺杆顶部穿过第二螺纹孔伸入第八支撑板上方，第三螺杆顶部设置第二旋钮。

优选的，旋转组件包括动力装置、转动轴、齿轮、环形齿条和第三电源；动力装置设置在第四支撑板上，动力装置与转动轴传动连接，转动轴竖直设置，转动轴位于动力装置上方；齿轮与转动轴键连接，齿轮与环形齿条啮合；环形齿条竖直设置在第五支撑板底部，环形齿条出面朝内，环形齿条轴线与支撑柱轴线重合；第三电源设置在第四支撑板上，第三电源与动力装置电性连接；控制器与动力装置控制连接。

优选的，第一支撑板底部设置多组万向轮，第一支撑板上设置推把。

优选的，第一旋钮上设置水平的第一握杆，螺母上设置水平的第二握杆。

优选的，第一支撑板上开设多组竖直的固定孔，固定孔在第一支撑板上下端面均形成开口。

优选的，竖直投影状态下，第五支撑板和第四支撑板均位于第六支撑板边缘内侧，第六支撑板位于防护挡板边缘内侧，第一支撑板和第二支撑板均位于防护挡板边缘内侧。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：第一支撑板与矿洞底部接触，第六支撑板与矿洞顶部接触，通过升降组件调整第三支撑板高度，使显示屏上显示的位移量为零，启动摄像机构后启动旋转组件，当洞内发生坍塌压迫支撑柱向下移动，直线位移传感器通过控制器将电信号转化为具体数值后显示在显示屏上，当位移量超过设定值时，控制器控制声光报警器启动报警，提醒施工人员撤离现场；当洞内发生煤层自燃时，烟雾报警器启动，提醒施工人员撤离现场；当摄像机构传输的画面中显示墙体出现裂缝时，控制器通过信号收发模块向远程终端发送画面，提醒远程控制人员及时加固矿洞或组织人员撤离，结构简单，安装方便，能实时监测塌陷、裂缝以及煤层自燃，监测功能全面。

附图说明

图1为本发明提出的矿山地质灾害监测装置的结构示意图。

图2为本发明提出的矿山地质灾害监测装置的A-A剖视图。

图3为本发明提出的矿山地质灾害监测装置的B处放大示意图。

图4为本发明提出的矿山地质灾害监测装置中控制柜的结构示意图。

附图标记：1、第一支撑板；2、第二支撑板；3、第一螺纹孔；4、通孔；5、限位孔；6、第一螺杆；7、第一旋钮；8、第二螺杆；9、螺母；10、限位杆；11、筒体；12、第三支撑板；13、直线位移传感器；14、支撑柱；15、第四支撑板；16、弹簧；17、第五支撑板；18、摄像机构；19、第一电源；20、第六支撑板；21、控制柜；22、控制器；23、声光报警器；24、第二电源；25、防护挡板；26、烟雾报警器；27、温度传感器；28、第七支撑板；29、显示屏；30、条形槽；31、第八支撑板；32、第二螺纹孔；33、第三螺杆；34、第二旋钮；35、动力装置；36、转动轴；37、齿轮；38、环形齿条；39、第三电源；40、万向轮；41、推把；42、第一握杆；43、第二握杆；44、固定孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-4所示，本发明提出的一种矿山地质灾害监测装置，包括第一支撑板1、第二支撑板2、第一螺杆6、第二螺杆8、螺母9、限位杆10、筒体11、支撑柱14、弹簧16、第五支撑板17、第六支撑板20、控制柜21、第二电源24、防护挡板25和第七支撑板28；

第一支撑板1水平设置；第二支撑板2水平设置，第二支撑板2位于第一支撑板1上方，第二支撑板2上开设竖直的第一螺纹孔3、通孔4和多组限位孔5，第一螺纹孔3、通孔4和多组限位孔5均在第二支撑板2上下端面形成开口；第一螺杆6与第一螺纹孔3配合，第一螺杆6底部与第一支撑板1转动连接，第一螺杆6顶部竖直穿过第一螺纹孔3伸入第二支撑板2上方，第一螺杆6顶部设置第一旋钮7；第二螺杆8竖直设置在第一支撑板1上，第二螺杆8顶部穿过通孔4伸入第二支撑板2上方；螺母9与第二螺杆8配合，螺母9位于第一支撑板1和第二支撑板2之间；限位杆10竖直设置在第一支撑板1上，限位杆10配合穿过限位孔5伸入第二支撑板2上方，限位杆10设置多组，多组限位杆10与多组限位孔5一一对应；

筒体11竖直设置在第二支撑板2上，筒体11内壁上滑动设置水平的第三支撑板12，第三支撑板12滑动方向为竖直方向，第三支撑板12上设置直线位移传感器13，直线位移传感器13位于筒体11内，直线位移传感器13的检测杆竖直向上，第二支撑板2上设有带动第三支撑板12上下移动的升降组件；支撑柱14配合插入筒体11内，支撑柱14底部与直线位移传感器13的检测杆顶部接触，支撑柱14上设置水平的第四支撑板15；弹簧16套在支撑柱14上，弹簧16顶部与第四支撑板15连接，弹簧16底部与筒体11顶部连接，弹簧16处于压缩状态；第五支撑板17水平设置在支撑柱14上，第五支撑板17为环状，第五支撑板17轴线与支撑柱14轴线重合，第五支撑板17与支撑柱14转动连接，第五支撑板17位于第四支撑板15上方，第五支撑板17上设有摄像机构18和第一电源19，第一电源19与摄像机构18电性连接；第四支撑板15上设有带动第五支撑板17均速转动的旋转组件；第六支撑板20水平设置在支撑柱14顶部；防护挡板25设置在筒体11外壁上，防护挡板25底部设置烟雾报警器26和温度传感器27；第七支撑板28水平设置在筒体11上，第七支撑板28位于防护挡板25下方，第七支撑板28上设置显示屏29；

控制柜21设置在第一支撑板1上，控制柜21内设有控制器22，控制柜21顶部外侧设置声光报警器23,控制器22与直线位移传感器13、烟雾报警器26以及显示屏29均信号传输连接，控制器22与温度传感器27以及摄像机构18均数据传输连接，控制器22与声光报警器23以及旋转组件均控制连接，控制器22设有信号收发模块，控制器22通过信号收发模块与远程终端无线连接；第二电源24设置在第二支撑板2上，第二电源24与控制器22电性连接。

本发明中，第一支撑板1与矿洞底部接触，第六支撑板20与矿洞顶部接触，通过升降组件调整第三支撑板12高度，使显示屏29上显示的位移量为零，启动摄像机构18后启动旋转组件，当洞内发生坍塌压迫支撑柱14向下移动，直线位移传感器13通过控制器22将电信号转化为具体数值后显示在显示屏29上，当位移量超过设定值时，控制器22控制声光报警器23启动报警，提醒施工人员撤离现场；当洞内发生煤层自燃时，烟雾报警器26启动，提醒施工人员撤离现场；当摄像机构18传输的画面中显示墙体出现裂缝时，控制器22通过信号收发模块向远程终端发送画面，提醒远程控制人员及时加固矿洞或组织人员撤离，结构简单，安装方便，能实时监测塌陷、裂缝以及煤层自燃，监测功能全面。

在一个可选的实施例中，提出矿山地质灾害监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将第一支撑板1固定在矿洞内的合适位置处；优选地面平整位置处；

S2、旋转第一旋钮7带动第一螺杆6转动，使第二支撑板2向上移动，直到第六支撑板20与矿洞顶部接触；

S3、通过升降组件调整第三支撑板12的高度，使显示屏29上显示的位移量为零；

S4、旋转螺母9，使其与第二支撑板2下端面贴合；提高第二支撑板2的稳定性，防止第二支撑板2全部由第一螺杆6螺纹来支撑，时间久后造成螺纹损坏。

S5、启动摄像机构18后启动旋转组件；旋转组件带动摄像机构18三百六十度旋转摄像，实时监控墙体裂纹状况。

S6、当洞内发生坍塌压迫支撑柱14向下移动，直线位移传感器13通过控制器22将电信号转化为具体数值后显示在显示屏29上，当位移量超过设定值时，控制器22控制声光报警器23启动报警，提醒施工人员撤离现场；当洞内发生煤层自燃时，烟雾报警器26启动，提醒施工人员撤离现场；当摄像机构18传输的画面中显示墙体出现裂缝时，控制器22通过信号收发模块向远程终端发送画面，提醒远程控制人员及时加固矿洞或组织人员撤离；实时监测塌陷、裂缝以及煤层自燃，监测功能全面，提高矿山开采的安全性。

在一个可选的实施例中，升降组件包括第八支撑板31和第三螺杆33；筒体11上开设竖直的条形槽30，条形槽30在筒体11内外面均形成开口；第八支撑板31水平设置在第三支撑板12上，第八支撑板31穿过条形槽30伸出筒体11外，第八支撑板31上开设竖直的第二螺纹孔32；第三螺杆33与第二螺纹孔32配合，第三螺杆33竖直且转动设置在第二支撑板2上，第三螺杆33顶部穿过第二螺纹孔32伸入第八支撑板31上方，第三螺杆33顶部设置第二旋钮34；旋转第二旋钮34带动第三螺杆33转动，第三螺杆33带动第八支撑板31上下移动，第八支撑板31带动第三支撑板12上下移动即可改变直线位移传感器13的高度，以此来实现校零操作，使显示屏29上的初始位移量为零。

在一个可选的实施例中，旋转组件包括动力装置35、转动轴36、齿轮37、环形齿条38和第三电源39；动力装置35设置在第四支撑板15上，动力装置与转动轴36传动连接，转动轴36竖直设置，转动轴36位于动力装置35上方；齿轮37与转动轴36键连接，齿轮37与环形齿条38啮合；环形齿条38竖直设置在第五支撑板17底部，环形齿条38出面朝内，环形齿条38轴线与支撑柱14轴线重合；第三电源39设置在第四支撑板15上，第三电源39与动力装置35电性连接；控制器22与动力装置35控制连接；动力装置35带动转动轴36转动，转动轴36带动齿轮37转动，齿轮37带动环形齿条38转动，环形齿条38带动第五支撑板17转动，从而实现摄像机构18三百六十度摄像。

在一个可选的实施例中，第一支撑板1底部设置多组万向轮40，第一支撑板1上设置推把41；便于对本装置进行移动。

在一个可选的实施例中，第一旋钮7上设置水平的第一握杆42，螺母9上设置水平的第二握杆43；便于对第一旋钮7和螺母9进行转动。

在一个可选的实施例中，第一支撑板1上开设多组竖直的固定孔44，固定孔44在第一支撑板1上下端面均形成开口；便于对第一支撑板1进行固定。

在一个可选的实施例中，竖直投影状态下，第五支撑板17和第四支撑板15均位于第六支撑板20边缘内侧，第六支撑板20位于防护挡板25边缘内侧，第一支撑板1和第二支撑板2均位于防护挡板25边缘内侧；防止矿洞顶部落石造成摄像机构18、旋转组件、烟雾报警器26、温度传感器27、控制柜21的损坏。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。