一种矿井下防治水预警设备

1.本发明属于煤矿井下作业技术领域，具体为一种矿井下防治水预警设备。


背景技术：

2.通常在矿井内都会安装瓦斯监测仪以及带自动报警功能的水位监测仪，水位超标后，水位监测仪会自动报警，提醒施工人员迅速撤离到安全区域，对煤矿井下安全作业具有十分重大的意义，现有的矿井下防治水预警设备不便于调节预警水位高度，实际操作较为不便。
3.申请号为201811455168.6的多功能水位监测装置，该装置在矿井中使用时，仅能固定在矿井中的某个位置上，并且需要对该装置进行移动时，操作困难，无法及时的对矿井内其它地域进行有效监测。
4.同时水位监测仪在矿井的使用中，只能被动的接受水位变化的监测，无法提前感知到矿土含水量的变化，进而无法提前将危险消除，当发生水位上升的情况下，水浮力的容易带动水位监测仪移动，从而影响后续的水位监测，同时当水流急剧增加的同时，水流的冲击力会携带水位监测仪移动，从而可能对正在逃跑的人员造成撞击，从而影响人员安全。


技术实现要素：

5.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种矿井下防治水预警设备，有效的解决了上述背景技术中现有的矿井下防治水预警设备不便于调节预警水位高度，实际操作较为不便的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿井下防治水预警设备，包括底座和水位监测仪，底座的一侧滑动设有活动座，活动座的顶部开设有两个通孔，底座的顶部固定连接有两个定位板，定位板滑动连接在通孔内，活动座的顶部开设有第一矩形孔，水位监测仪可拆卸连接在第一矩形孔内，第一矩形孔的内壁沿宽度方向分布的两侧均开设有第一限位槽，水位监测仪的两侧均固定连接有限位块，限位块卡合连接在第一限位槽，第一矩形孔内设有两个活动板，活动板的一侧与第一矩形孔的一侧内壁相接触，活动板的另一侧设有固定块，固定块的一侧固定连接在水位监测仪上，固定块上开设有第二限位槽，第二限位槽内滑动设有限位柱，限位柱与活动板通过驱动单元连接，活动板和活动座通过调节组件连接，其中一个定位板上开设有若干第三限位槽，活动座上设有与第三限位槽相配合的卡接组件，水位监测仪能根据水位变化通过卡接组件调整活动座的高度；
7.底座远离活动座的一端还固定设有收纳箱，收纳箱内设有用于能完全覆盖定位板的保护球膜，保护球膜展开形成容纳腔；
8.底座上贯穿且滑动设有若干用于位置约束的限制组件，限制组件限制深度与水位监测仪距离地面的高度相关联；
9.当矿井内的渗水速度小于预设值时，所述水位监测仪随着水位上升控制所述活动座上升，根据所述活动座的上升高度，控制所述限制组件插入矿地的深度；当矿井内的渗水
速度大于预设值时，且当限制组件移动至最大限制深度后，使得限制组件向靠近所述活动座的一侧移动，此时所述收纳箱控制保护球膜打开，形成所述容纳腔实现对所述水位监测仪的保护。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
11.1、在工作中，通过驱动固定板移动，使得限位板的一端脱离对应的第三限位槽，拉伸弹簧处于拉伸状态，解除活动座和定位板之间的固定关系，进而驱动活动座相对定位板竖直方向移动，改变活动座和水位监测仪的高度，调节完毕后，松开固定板，进而拉伸弹簧驱动固定板和限位板移动，使得限位板的一端插入对应的第三限位槽内，完成水位监测仪的大致高度调节，进而驱动固定盘转动，使得螺纹柱相对支撑架竖直方向移动。
12.2、通过限位柱的转动，使得限位柱的一端不再位于第二限位槽内，压缩弹簧处于压缩状态，解除固定块和活动板之间的固定关系，进而驱动水位监测仪下移，使得限位块脱离第一限位槽，即可完成水位监测仪的拆除，操作步骤简单便捷。
13.3、当矿井内的渗水速度较慢时，水位监测仪随着水位上升控制活动座上升，此时为了克服水的浮力给装置带来测量偏差，进而限制组件随着活动座的上升逐渐插入矿地上，同时当水位达到预设报警深度后，水位监测仪会发布预警信号，提醒工人撤离，当矿井内的水深急速增加时，此时水位监测仪控制活动座的上升速率加快，进而限制组件插入矿地的速率增加，当限制组件移动至最大限制深度后，此时限制组件对收纳箱发出调控指令,此时收纳箱控制保护球膜打开，形成容纳腔实现对水位监测仪的保护，实现对水位监测仪的保护。
附图说明
14.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
15.在附图中：
16.图1为本发明整体的结构示意图；
17.图2为图1中a处的局部放大结构示意图；
18.图3为图1中b处的局部放大结构示意图；
19.图4为本发明活动座的结构示意图；
20.图5为本发明驱动单元的结构示意图；
21.图6为本发明实施例2的底座结构示意图；
22.图7为本发明实施例2的保护球膜展开结构示意图。
23.图中：1、底座；2、活动座；3、通孔；4、定位板；5、第一矩形孔；6、水位监测仪；7、第一限位槽；8、限位块；9、固定块；10、活动板；11、第二限位槽；12、限位柱；13、第三限位槽；14、支撑架；15、轴承；16、螺纹柱；17、固定盘；19、凹槽；20、压缩弹簧；21、第二矩形孔；22、把手；23、限位板；24、固定板；25、拉伸弹簧；26、拉环；27、支撑轮；28、水平调节器；29、限位组件；30、探测孔；31、收纳箱；32、保护球膜；33、容纳腔。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1
26.由图1至图5给出，本发明包括底座1和水位监测仪6，底座1的一侧滑动设有活动座2，活动座2的顶部开设有两个通孔3，底座1的顶部固定连接有两个定位板4，定位板4滑动连接在通孔3内，活动座2的顶部开设有第一矩形孔5，水位监测仪6可拆卸连接在第一矩形孔5内，第一矩形孔5的内壁沿宽度方向分布的两侧均开设有第一限位槽7，水位监测仪6的两侧均固定连接有限位块8，限位块8卡合连接在第一限位槽7，通过限位块8与第一限位槽7之间卡合连接，从而使得水位监测仪6在活动座2上不发生位置上的偏移，确保水位监测仪6的稳定性以及监测数据的准确性，第一矩形孔5内设有两个活动板10，活动板10的一侧与第一矩形孔5的一侧内壁相接触，活动板10的另一侧设有固定块9，固定块9的一侧固定连接在水位监测仪6上，通过固定块9对水位监测仪6两端的位置限定，进而确保水位监测仪6在工作时不会在抵触到硬物后沿第一矩形孔5深度方向发生位移，固定块9上开设有第二限位槽11，第二限位槽11内滑动设有限位柱12，限位柱12与活动板10通过驱动单元连接，活动板10和活动座2通过调节组件连接，定位板4上开设有若干第三限位槽13，活动座2上设有与第三限位槽13相配合的卡接组件，水位监测仪6能根据水位变化通过卡接组件调整活动座2的高度。
27.通过上述技术方案，通过水位监测仪6对水位上升变化的监测，进而对水位的深度以及上涨速率做出提前预警，同时当水位持续上升时，为了确保水位监测仪6能够稳定的工作，进而通过水位监测仪6对水位深度监测后，控制卡接组件调整活动座2在定位板4上的位置，从而调节水位监测仪6距离水面的高度，确保水位监测仪6能够正常工作与示警。
28.由图1和图3给出，调节组件包括设置于活动板10上方的支撑架14，支撑架14与活动座2固定连接，活动板10的上螺纹设有螺纹柱16，螺纹柱16贯穿支撑架14，螺纹柱16的底端与活动板10的顶部通过轴承15连接，螺纹柱16的顶部固定连接有固定盘17，通过驱动固定盘17转动，使得螺纹柱16沿轴心方向移动，从而通过螺纹柱16与支撑架14之间的螺纹对螺纹柱16的位置进行约束，使得活动板10能对固定块9的位置进行约束，从而达到对水位监测仪6的限制。
29.由图1、图3和图5给出，驱动单元包括开设于活动板10一侧的凹槽19，限位柱12的一端位于凹槽19内，限位柱12的一侧与凹槽19的一侧内壁通过压缩弹簧20连接，凹槽19的底部内壁开设有第二矩形孔21，限位柱12的底部固定连接有把手22，且把手22贯穿第二矩形孔21，底座1的底部固定连接有四个支撑轮27，限位块8位于第一限位槽7内，通过驱动把手22移动，使得限位柱12的一端不再位于第二限位槽11内，压缩弹簧20处于压缩状态，解除固定块9和活动板10之间的固定关系，进而驱动水位监测仪6上移，使得限位块8脱离第一限位槽7，即可完成水位监测仪6的拆除，同时通过四个支撑轮27，进而方便实现对水位检测仪6的移动。
30.由图1和图2给出，卡接组件包括设置于其中一个第三限位槽13内的限位板23，限位板23的一端贯穿通孔3的一侧内壁，活动座2的一侧设有固定板24，限位板23的一侧与固定板24的一侧固定连接，固定板24的一侧与活动座2的一侧通过拉伸弹簧25连接，固定板24
远离限位板23的一侧固定连接有拉环26，通过驱动固定板24移动，使得限位板23的一端脱离对应的第三限位槽13，拉伸弹簧25处于拉伸状态，解除活动座2和定位板4之间的固定关系，进而驱动活动座2相对定位板4竖直方向移动，改变活动座2和水位监测仪6的高度，调节完毕后，使固定板24在拉伸弹簧25的作用下发生移动，进而带动限位板23移动，使得限位板23的一端插入对应的第三限位槽13内，完成水位监测仪6的大致高度调节。
31.工作原理：工作时，通过驱动固定板24移动，使得限位板23的一端脱离对应的第三限位槽13，拉伸弹簧25处于拉伸状态，解除活动座2和定位板4之间的固定关系，进而驱动活动座2相对定位板4竖直方向移动，改变活动座2和水位监测仪6的高度，调节完毕后，松开固定板24，进而拉伸弹簧25驱动固定板24和限位板23移动，使得限位板23的一端插入对应的第三限位槽13内，完成水位监测仪6的大致高度调节，进而驱动固定盘17转动，使得螺纹柱16相对支撑架14竖直方向移动，进而调节活动板10和固定块9的高度，从而完成对水位监测仪6高度的微调，通过驱动把手22移动，使得限位柱12的一端不再位于第二限位槽11内，压缩弹簧20处于压缩状态，解除固定块9和活动板10之间的固定关系，进而驱动水位监测仪6下移，使得限位块8脱离第一限位槽7，即可完成水位监测仪6的拆除，操作步骤简单便捷。
32.实施例2
33.基于实施例1，虽然实施例1完成了对水位监测仪6便于拆卸与移动，以及通过矿井水位的变化调整水位监测仪6高度的目的，但同时，矿井下的水情况较为复杂，进而水位监测仪6面对不对的水域情况时，无法做出相对应的保护与预警，同时当矿井突遇大水时，原本的水位监测仪6也会随着水流发生移动冲击，极其容易对矿井内的工人造成损伤，并且单单对可见水域进行检测，无法满足对矿井渗水情况的完全评估，进而存在局限性，为解决上述技术问题，进行如下改进。
34.如图6至图7所示，底座1远离活动座2的一端还固定设有收纳箱31，所述活动座2上设有用于传感器，传感器能对活动座2的行程与移动速度进行监测，收纳箱31内设有用于能完全覆盖定位板4的保护球膜32，保护球膜32展开形成容纳腔33，所示保护球膜32为弹性材质构成，与人体发生撞击不会对人体造成损伤，且在撞击过程中不容易发生破裂。
35.底座1上贯穿且滑动设有若干用于位置约束的限制组件29，限制组件29包括驱动电机，传动齿轮和螺纹柱，其中活动座2上的传感器能对限制组件29上驱动电机进行控制，其中螺纹柱靠近地面的一端为钻土端，另一端设有用于水流流速监测的传感器，通过传感器对目标水域的流速进行监测，从而当水流速度提高时，此时意味着该目标水域的水况发生改变，从而通过传感器进行示警，限制组件29限制深度与水位监测仪6距离地面的高度相关联，同时为了使得限制组件29面对突发情况时对水位监测仪6同样具备保护意义，进而当限制组件29急速移动时，此时能够控制收纳箱31内的保护球膜32展开，形成一个容纳腔33，进而对水位监测仪6实现包裹。
36.通过限制组件29与矿井的底壁连接，使得水位监测仪6在水位较深的地方监测时，底座1受到水浮力的作用较小，从而对水位监测仪6的影响较小，并且当水越深时，水位监测仪6距离底座1的距离越远，即活动座2距离底座1的距离越大，同时通过活动座2与底座1之间的间距大小，从而控制限制组件29与矿井底壁的连接深度，即当活动座2距离底座1的距离增加时，限制组件与矿井底壁连接越深，从而底座1被水浮力影响的作用就越小，水位监测仪6的监测结果就越准确。
37.当矿井内的渗水速度小于预设值时，水位监测仪6随着水位上升控制活动座2上升，此时为了克服水的浮力给装置带来测量偏差，根据活动座2的上升高度，控制所述限制组件29插入矿地的深度，同时当水位达到预设报警深度后，水位监测仪6会发布预警信号，提醒工人撤离，当矿井内的渗水速度大于预设值时，此时水位监测仪6控制活动座2的上升速率加快，进而限制组件29插入矿地的速率增加，当限制组件29移动至最大限制深度后，进而限制组件29脱离活动座2的控制，使得限制组件29向靠近所述活动座2的一侧移动，此时限制组件29对收纳箱31发出调控指令,所述收纳箱31内设有用于接收限制组件29移动状态的接收器，此时收纳箱31控制保护球膜32打开，形成容纳腔33实现对水位监测仪6的保护，实现对水位监测仪6的保护。
38.底座1上设有供水位监测仪6穿过的探测孔30。通过设置的探测孔30，使得水位监测仪6的探针不仅仅只能对地表水位进行监测，通过探针伸入低下，使得水位监测仪6能对无积水地区的矿土含水量进行检测，从而分析可能发生渗水的几率，同时通过对矿土水含量的检测，对含水量高的地区进行标记测量，从而达到提前感知危险的情况。
39.定位板4靠近底座1的一端滑动设有水平调节器28，定位板4上设有供水平调节器28滑动的腔室，水平调节器28远离定位板4的一端固定连接在底座1上。矿井地面为凹凸不平的状态，进而在没有处理过的地面上使用水位监测仪6，很容易导致水位监测仪6的监测数据出现较大误差的情况，进而为了使得水位监测仪6在地面不平整的条件下始终保持水平状态，设置了用于调节水平的水平调节器28，通过水平调节器28在定位板4上的滑动调节水位监测仪6的水平精度，从而实现水位监测仪6在凹凸不平的地面上的监测精度。
40.实施例3
41.基于上述的实施例1和实施例2，虽然实施例2在实施例1的基础上解决了水位监测仪6会随着水流发生移动冲击，极其容易对矿井内的工人造成损伤，且仅只能对可见水域进行检测，无法满足对矿井渗水情况的完全评估，进而存在局限性的问题，也无法对事故发生后被困工人进行有效帮助，为解决上述技术问题，进行如下改进。
42.在保护球膜32外圆周面上设置能够供人拉取的手环，为了方便工人在黑暗的环境中发现手环位置，进而将手环材料选择为荧光材料，从而使得工人在被困时能够拉住手环休息，同时在保护球膜32上设置能够吸取容纳腔33内的气体的单向通气孔，进而使得容纳腔33内的气体进入保护球膜32，并为工人提供氧气，避免被困人员因缺乏氧气而窒息，从而提高被困人员的被救几率。
43.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。