一种用于井下巷道及隧道检测的在线检测系统技术方案

一种用于井下巷道及隧道检测的在线检测系统，由采集岩石压缩渗透试验系统和井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统组成，其中的采集岩石压缩渗透试验系统包括垂向加载机构、横向加载机构、渗流注水机构、声发射探头、声发射接收仪器、红外探测仪和电脑；所述的井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统包括移动小车、移动红外探测仪、无线声发射、物联网无线传输系统和巷道预警平台。本发明专利技术结构简单，易于实现，可以方便快捷的进行井下巷道及隧道突水探测，及时进行预警并进行后续处理措施。

An On-line Detection System for Underground Roadway and Tunnel Detection

An on-line detection system for underground roadways and tunnels is composed of a rock compression penetration test system and a water inrush movement monitoring system for underground roadways and tunnels water inrush warning platform. The rock compression penetration test system includes vertical loading mechanism, lateral loading mechanism, seepage water injection mechanism, acoustic emission probe, acoustic emission receiving instrument and infrared detector. The water inrush mobile monitoring system of the mine roadway and tunnel water inrush early warning platform includes mobile car, mobile infrared detector, wireless acoustic emission, wireless transmission system of Internet of Things and roadway early warning platform. The invention has the advantages of simple structure, easy realization, convenient and fast detection of water inrush in underground roadways and tunnels, timely early warning and subsequent treatment measures.

【技术实现步骤摘要】
一种用于井下巷道及隧道检测的在线检测系统
本专利技术涉及一种用于井下巷道及隧道检测的在线检测系统，适用于预警突水监测系统的领域。
技术介绍
煤矿开采过程中，巷道或工作面经常受到突水的威胁，如果无法进行安全准确的煤矿或隧道突水预测，在发生水害的时候通常会造成大量的财产和生命损失。另一方面，国家经济发展到了新的阶段，对煤矿安全开采提出更高要求。近些年来也出现了相关技术，如专利号为200910119379.7的中国专利技术，公开了一种矿井突水灾害监测预警系统，其由原位测量子系统、数据采集子系统、数据及警情发布子系统组成；原位测量子系统包括水温、水压、应力、应变和位移传感器，通过通讯系统连接至数据采集及传输系统，数据传输子系统和数据及警情发布子系统通过计算机网络进行连接。专利号为2012102066492.0的中国专利技术公开了一种基于FLAC的流体-固体相互作用分析技术原理及地下动力学理论等，建立地下工程作业区特定围岩孔隙水渗流数值模型；并基于VKT商业软件，建立地下工程突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台；采集孔隙水压数据，将实时监测数据传输并加载到远程计算机特定围岩孔隙水渗流数值模型：围岩孔隙水渗流数值模型将得到的实际数据进行分析，由地下工程施工突水突泥后，对围岩孔隙水压力进行分级预警。此类专利技术存在问题在于，现场采集数据限于采集条件和传感器安装不便等因素，不易获得完善数据，且测量的效果及精度远不如实验室测试准确。这样获得突水灾害监测预警系统的准确性可能受到影响。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述不足，本专利技术提供一种用于井下巷道及隧道检测的在线检测系统，该系统能够把实验室检测结果和现场测试结合起来，并通过现场试验或测试来进行标定，能发挥实验室检测和现场测试两方面的优势，提高突水检测系统的准确性。此系统还结构简单，易于实现，可以方便快捷的进行井下巷道及隧道突水探测，及时进行预警并进行后续处理措施。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：由采集岩石压缩渗透试验系统和井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统组成，所述的采集岩石压缩渗透试验系统包括垂向加载机构、横向加载机构、渗流注水机构、声发射探头、声发射接收仪器、红外探测仪和电脑；岩样放置在测试区域，垂向加载机构和横向加载机构分别固定在测试区域的纵向和横向的一侧或两侧；渗流注水机构固定在测试区域垂直上方；声发射探头安装在测试区域侧部，并依次与声发射接收仪器、红外探测仪和电脑相连；所述的井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统包括移动小车、移动红外探测仪、无线声发射、物联网无线传输系统和巷道预警平台，移动小车布置在井下巷道及隧道中，其上安装有移动红外探测仪和无线声发射，移动红外探测仪与采集岩石压缩渗透试验系统的红外探测仪相配合，进行数据的交换和监测，无线声发射通过物联网无线传输系统与巷道预警平台连接。相比现有技术，本专利技术的一种用于井下巷道及隧道检测的在线检测系统，由采集岩石压缩渗透试验系统和井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统组成。采集岩石压缩渗透试验系统可以提供实对采集岩样的精确全面检测，获得其实验室参数，并通过软件进行分析从而获得全应力状态的数据，进一步提出突水的危险判据。井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统可以通过移动小车实时获得相关参数，从而判别巷道的危险程度等级。并对判别数据进行修正标定，形成专家系统，以对于下次巷道突水危险性判别获得准确结果。此系统结构简单，易于实现，可以方便快捷的进行井下巷道及隧道突水探测，及时进行预警并进行后续处理措施。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术一个实施例中采集岩石压缩渗透试验系统的结构示意图。图2是本专利技术一个实施例中井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统的结构示意图。图中，1、垂向加载机构，2、横向加载机构，3、声发射探头，4、声发射接收仪器，5、红外探测仪，6、可调压水泵，7、流量计，8、压力变送器，9、岩样，10、密封装置，11、托盘，12、导流管，13、电脑、14、移动红外探测仪，15、无线声发射，16、移动小车，17、物联网无线传输系统，18、巷道预警平台。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。图1和图2示出了本专利技术一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种用于井下巷道及隧道检测的在线检测系统，由采集岩石压缩渗透试验系统和井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统组成。如图1所示，所述的采集岩石压缩渗透试验系统包括垂向加载机构1、横向加载机构2、渗流注水机构、声发射探头3、声发射接收仪器4、红外探测仪5和电脑13；岩样9放置在测试区域，垂向加载机构1和横向加载机构2分别固定在测试区域的纵向和横向的一侧或两侧；通过开关闭三个方向上的加载机构，可以实现单轴、双轴和三轴的试验条件。渗流注水机构固定在测试区域垂直上方；声发射探头3安装在测试区域侧部，并依次与声发射接收仪器4、红外探测仪5和电脑13相连。其中，所述的渗流注水机构包括可调压水泵6、流量计7、压力变送器8、密封装置10、托盘11和导流管12，可调压水泵6的出水口位于岩样9上方，可调压水泵6与出水口之间的管路上安装有流量计7，流量计7可以实时观测到流量的变化；可调压水泵6的另一管路上接有压力变送器8，并接入电脑13，将数据实时反应到电脑13上；可调压水泵6、流量计7和压力变送器8相配合使用。密封装置10布置在测试区域四周，密封装置10目的是为了防止水的泄露；托盘11位于测试区域下方，托盘11底部还设有导流管12，托盘11和导流管12分别用于集水和排水。如图2所示，所述的井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统包括移动小车16、移动红外探测仪14、无线声发射15、物联网无线传输系统17和巷道预警平台18，移动小车16布置在井下巷道及隧道中，可以在隧道中来回的移动。其上安装有移动红外探测仪14和无线声发射15，移动红外探测仪14与采集岩石压缩渗透试验系统的红外探测仪14相配合，进行数据的交换和监测，无线声发射15通过物联网无线传输系统17与巷道预警平台18连接。其中，所述的移动小车16可以选择无轨胶轮车或其他常规矿用车辆。在本实施例中，所述的岩样9可以是放置在底座上，底座上具有两个横向侧板，横向侧板之间的区域形成测试区域。所述的横向加载机构2分为两组，通过支架对称安装在底座两横向侧板的外侧。所述的垂向加载机构1为一组，通过螺栓连接在置于岩样9之上的测试体盖板上方；或者，所述的垂向加载机构1有两组，通过支架固定安装在底座的上下两侧。所述的声发射探头3通过快速接头安装在底座横向侧板的右侧。本专利技术利用采集岩石压缩渗透试验系统进行数据采集和遗传算法训练，建立声发射系统与轴压压缩和损伤破坏之间的关系。由单轴-双轴-三轴，建立关系。建立红外检测与损伤变形之间的关系。建立红外、声发射及岩石变形的关系。具体如下：第一步，通过现场取得所需岩样9，装入采集岩石压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于井下巷道及隧道检测的在线检测系统，其特征是：由采集岩石压缩渗透试验系统和井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统组成；所述的采集岩石压缩渗透试验系统包括垂向加载机构(1)、横向加载机构(2)、渗流注水机构、声发射探头(3)、声发射接收仪器(4)、红外探测仪(5)和电脑(13)；岩样(9)放置在测试区域，垂向加载机构(1)和横向加载机构(2)分别固定在测试区域的纵向和横向的一侧或两侧；渗流注水机构固定在测试区域垂直上方；声发射探头(3)安装在测试区域侧部，并依次与声发射接收仪器(4)、红外探测仪(5)和电脑(13)相连；所述的井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统包括移动小车(16)、移动红外探测仪(14)、无线声发射(15)、物联网无线传输系统(17)和巷道预警平台(18)，移动小车(16)布置在井下巷道及隧道中，其上安装有移动红外探测仪(14)和无线声发射(15)，移动红外探测仪(14)与采集岩石压缩渗透试验系统的红外探测仪(14)相配合，进行数据的交换和监测，无线声发射(15)通过物联网无线传输系统(17)与巷道预警平台(18)连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于井下巷道及隧道检测的在线检测系统，其特征是：由采集岩石压缩渗透试验系统和井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统组成；所述的采集岩石压缩渗透试验系统包括垂向加载机构(1)、横向加载机构(2)、渗流注水机构、声发射探头(3)、声发射接收仪器(4)、红外探测仪(5)和电脑(13)；岩样(9)放置在测试区域，垂向加载机构(1)和横向加载机构(2)分别固定在测试区域的纵向和横向的一侧或两侧；渗流注水机构固定在测试区域垂直上方；声发射探头(3)安装在测试区域侧部，并依次与声发射接收仪器(4)、红外探测仪(5)和电脑(13)相连；所述的井下巷道及隧道突水预警平台突水移动监测系统包括移动小车(16)、移动红外探测仪(14)、无线声发射(15)、物联网无线传输系统(17)和巷道预警平台(18)，移动小车(16)布置在井下巷道及隧道中，其上安装有移动红外探测仪(14)和无线声发射(15)，移动红外探测仪(14)与采集岩石压缩渗透试验系统的红外探测仪(14)相配合，进行数据的交换和监测，无线声发射(15)通过物联网无线传输系统(17)与巷道预警平台(18)连接。2.根据权利要求1所述的一种用于井下巷道及隧道检测的在线检测系统，其特征是：所述的渗流注水机构包括可调压水泵(6)、流量计(7)和压力变送器(8)，可调压水泵(6)的出水口位于岩样(9)上方，可调压水泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉，马立强，彭伟，陈嘉伟，耿义，谭苏南，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32