充填料浆采场高度精确指示仪及其预警方法.pdf

1、10申请公布号CN103541764A43申请公布日20140129CN103541764A21申请号201310436331522申请日20130923E21F17/18200601E21F15/0020060171申请人陕西煎茶岭镍业有限公司地址724308陕西省汉中市略阳县何家岩镇西渠沟村72发明人周旭杨陆海林强白朝选李博陈偶李斌74专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所普通合伙11350代理人汤东凤54发明名称充填料浆采场高度精确指示仪及其预警方法57摘要一种充填料浆采场高度精确指示仪以及利用该精确指示仪进行预警的方法，所述高度精确指示仪包括安全电源、导线、报警装置和充填料浆料位控制器

2、，其中，所述安全电源通过所述导线给所述报警装置和所述充填料浆料位控制器供电，所述充填料浆料位控制器通过所述导线给所述报警装置提供第一报警信号，所述充填料浆料位控制器，用于精确控制井下密闭采空区充填高度，包括浮动开关、触头和固定器。因此，能够避免人工误判，实时掌握充填浆料的进度，提醒工作人员进度，甚至可以自动控制充填的进度。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页10申请公布号CN103541764ACN103541764A1/1页21一种充填料浆采场高度精确指示仪，其特征在于包括安全电源、导线、报警装置和充填

3、料浆料位控制器，其中，所述安全电源通过所述导线给所述报警装置和所述充填料浆料位控制器供电，所述充填料浆料位控制器通过所述导线给所述报警装置提供第一报警信号，所述充填料浆料位控制器，用于精确控制井下密闭采空区充填高度，包括浮动开关、触头和固定器。2根据权利要求1所述的高度精确指示仪，其特征在于所述控制器还向提供充填料浆的充填站或者充填管道输出控制信号，以控制充填站或者充填管道输入充填料浆的速度，当所述浮动开关接触到所述触头，所述控制器输出第一控制信号，终止充填站或者充填管道输入充填料，从而终止充填的过程。3根据权利要求2所述的高度精确指示仪，其特征在于优选的，所述安全电源小于36V，所述导线为铜

4、质导线。4根据权利要求3所述的高度精确指示仪，其特征在于所述安全电源为12V。5根据权利要求24中任一项所述的高度精确指示仪，其特征在于所述浮动开关为转动浮动开关，在所述控制器中具有角度传感器感知所述转动浮动开关转动的角度，当所述转动浮动开关转动一定角度时，所述控制器向所述报警装置发出与转动角度有关的第二报警信号，第二报警信号不同于第一报警信号。6根据权利要求5所述的高度精确指示仪，其特征在于当所述转动浮动开关转动一定角度时，所述控制器向充填站或者充填管道发出与转动角度有关的第二控制信号，第二控制信号不同于所述第一控制信号，所述第二控制信号随着所述转动角度的变化而变化，以控制充填站或者充填管道

5、逐渐减缓充填的速度。7一种利用权利要求6所述的高度精确指示仪进行充填料浆预警的方法，其特征在于将权利要求6所述的高度精确指示仪的所述控制器固定在采空区上口，并与所述报警装置和所述安全电源连接，启动所述安全电源的电源，当料浆充填至固定位置时，所述浮动开关在充填料浆的作用下逐渐浮起，根据转动浮动开关扭转的角度，控制器分别向报警装置发出第二报警信号或者第一报警信号。8根据权利要求7所述的充填料浆预警的方法，其特征在于所述控制器根据转动浮动开关扭转的角度，分别向充填站或者充填管道发出第二控制信号或者第一控制信号，控制充填浆料的速度。权利要求书CN103541764A1/4页3充填料浆采场高度精确指示仪

6、及其预警方法技术领域0001本发明涉及用于诸如矿山等采空区的充填技术领域，特别涉及一种对充填料浆采场高度进行精确指示的指示仪及其预警方法。背景技术0002矿山采空区是采矿以后留下的地下空区，如果不进行充填，会造成地面塌陷，带来危险。将采空区进行充填可以避免地面下沉，消除不安全因素。充填就是用砂、石等材料充填采空区，形成充填体支撑项板、围岩，防止和减少项板垮落和变形，减轻工作面的压力。常用的充填方法有水力充填、机械充填、风力充填和胶结充填等几种。为防止充填料浆漏浆，或充填不接项等现象发生，充填时必须将采空区进行密封或近似密封。因此充填中，采空区充填情况无法及时、准确掌握，业界普遍做法是计算采空区

7、体积，根据充填站仪表充填量预计井下充填情况，并结合井下人员经验判断，然后反馈地表充填站，确定停机时机。但这种做法易受人为因素干扰，出现过充或欠充现象，这是因为充填料浆经过管道输送系统进入井下后，在封闭空区中受水泥水化影响，粉尘颗粒汽化严重，人工肉眼判断难度较大，经常会出现判断失误，且因汽化物中伴有水泥水化产物，因此对眼睛伤害较大。这容易导致出现过充或欠充现象，井下充填道污染严重，二次清理工作难度大；或导致充填接项率低，未充填空区体积较大，充填体无法有效承接上覆岩层压力，易因应力集中出现岩爆、整体冒落等事故发生。0003现有技术中提出了一些对充填进行预警的方法。例如中国发明专利CN1028890

8、97A就公开了在井下充填的时候，在井下料仓的入口911米以下设置监控探头。虽然深入了井下，并利用监控探头，但这实际上也是一种人工视觉，也是利用人来判断，并非实时判断，同样存在着井下烟尘过大，无法看清楚，导致判断机制不够精确的问题。因此，如何在井下充填建立自动控制系统，实时掌握井下充填情况，以便达到准确、合理停机成为亟需解决的技术问题。发明内容0004本发明的目的在于提出一种充填料浆采场高度精确指示仪及其利用该精确指示仪的预警方法。从而使得能够精确的掌握井下充填情况，并提前预警，提前预测充填量，达到预警与充填量预测的结合，解决精确、合理的停机问题。0005为达此目的，本发明采用以下技术方案000

9、6一种充填料浆采场高度精确指示仪，包括安全电源、导线、报警装置和充填料浆料位控制器，其中，所述安全电源通过所述导线给所述报警装置和所述充填料浆料位控制器供电，所述充填料浆料位控制器通过所述导线给所述报警装置提供第一报警信号，所述充填料浆料位控制器，用于精确控制井下密闭采空区充填高度，包括浮动开关、触头和固定器。0007在一个优选的实施例中，所述控制器还向提供充填料浆的充填站或者充填管道输说明书CN103541764A2/4页4出控制信号，以控制充填站或者充填管道输入充填料浆的速度，当所述浮动开关接触到所述触头，所述控制器输出第一控制信号，终止充填站或者充填管道输入充填料，从而终止充填的过程。0

10、008在一个优选的实施例中，所述安全电源小于36V，所述导线为铜质导线。0009在一个优选的实施例中，所述安全电源为12V。0010在一个优选的实施例中，所述浮动开关为转动浮动开关，在所述控制器中具有角度传感器感知所述转动浮动开关转动的角度，当所述转动浮动开关转动一定角度时，所述控制器向所述报警装置发出与转动角度有关的第二报警信号，第二报警信号不同于第一报警信号。0011在一个优选的实施例中，当所述转动浮动开关转动一定角度时，所述控制器向充填站或者充填管道发出与转动角度有关的第二控制信号，第二控制信号不同于所述第一控制信号，所述第二控制信号随着所述转动角度的变化而变化，以控制充填站或者充填管道

11、逐渐减缓充填的速度。0012一种利用上述的高度精确指示仪进行充填料浆预警的方法，其特征在于0013将所述的高度精确指示仪的所述控制器固定在采空区上口，并与所述报警装置和所述安全电源连接，启动所述安全电源的电源，当料浆充填至固定位置时，所述浮动开关在充填料浆的作用下逐渐浮起，根据转动浮动开关扭转的角度，控制器分别向报警装置发出第二报警信号或者第一报警信号。0014在一个优选的实施例中，所述控制器根据转动浮动开关扭转的角度，分别向充填站或者充填管道发出第二控制信号或者第一控制信号，控制充填浆料的速度。0015因此，利用本发明的充填料浆高度精确指示仪及其预警方法，能够避免人工误判，实时掌握充填浆料的

12、进度，提醒工作人员进度，甚至可以自动控制充填的进度。附图说明0016图1是根据本发明的具体实施方式的精确指示仪的结构示意图；0017图2是根据本发明的具体实施方式的精确指示仪的工作原理图。0018图中的附图标记所分别指代的技术特征为00191、充填小井及充填管道；2、充填料浆；3、安全电源；4、报警装置；5、导线；6、控制器；7、浮动开关；8、触头。具体实施方式0020下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。0021实施例10022

13、参见图1和图2，井下充填料浆采场高度精确指示仪包括安全电源3、导线5、报警装置4和充填料浆料位控制器6，其中，所述安全电源3通过导线5给报警装置4和充填料浆料位控制器6供电，充填料浆料位控制器6通过导线5给报警装置4提供报警信号，所述充填料浆料位控制器6，用于精确控制井下密闭采空区充填高度，包括浮动开关7、触头8和说明书CN103541764A3/4页5固定器。0023使用该装置时，首先选择合适的位置，将控制器6固定牢靠，用导线5将控制器6连接后通过充填小井1将导线5引至充填道，与报警装置4和安全电源3连接，充填时将安全电源3开关手动至启动键，充填至固定位置时，浮动开关7在充填料浆2的作用下逐

14、渐浮起，当浮动开关7接触到触头8时，控制器6向报警装置4发出第一报警信号，报警装置4自动报警，此时工作人员将通知地表充填站停机充填，此时充填结束。0024在一个优选实施中，安全电源是井下充填料浆采场高度精确指示仪的电力来源，为整套系统提供电流。该装置需根据采矿进路分布不断移动位置，若采用非安全电压大于36V电压，井下移动灵活性差，且因空气湿度大，进路中裂隙水突出等复杂条件限制，使用非安全电压易因线路问题出现短路、断路，导致安全事故发生等。因此所述安全电源小于36V，且应遵循选小不选大的原则。优选地，安全电源为12V，能够满足系统电流需求。0025导线是井下控制元件、报警设备及定福电源的连接元件

15、。井下导线受环境、电源、电压限制，在一个优选实施例中，导线采用绝缘性良好，电阻值较低的铜质导线。0026所述浮动开关可以为任意的浮动开关，例如可以为围绕固定器转动的转动浮动开关，并且优选地，在控制器6中具有角度传感器图中未示出能够感知所述转动浮动开关转动的角度，当所述转动浮动开关转动一定角度时，例如30度，能够向报警装置4发出与转动角度有关的第二报警信号，第二报警信号不同于第一报警信号，报警装置4将发出警报，所述第二报警信号随着所述转动角度的变化而变化，因此，报警装置4也经发出变化的警报，这种变化可以是声音的大小、种类、频率的变化，也可以是灯光的颜色、闪烁的频率的变化。例如，当转动浮动开关7转

16、动到相对于垂直方向夹角30度时，控制器6发出第二报警信号，报警装置开始发出嘟嘟声，且随着转动角度逐步增加，第二报警信号随着角度的变化而变化，嘟嘟声的频率也逐渐增加，以提示工作人员料浆即将灌满，引起工作人员注意，当转动浮动开关7接触到触头8时，控制器发出第一报警信号，报警装置发出长鸣，工作人员将通知地表充填站停机充填，此时充填结束。0027实施例20028实施例2与实施例1相同，使用实施例1中的精确指示仪，控制器6还向提供充填料浆的充填站或者充填管道输出控制信号，以控制充填站或者充填管道输入充填料浆的速度，当浮动开关7接触到触头8，所述控制器6输出第一控制信号，终止充填站或者充填管道输入充填料，

17、从而自动的终止充填的过程。0029优选地，当浮动开关7是转动浮动开关时，当所述浮动转动开关转动到一定角度时，所述控制器6中具有角度传感器图中未示出能够感知所述转动浮动开关转动的角度，当所述转动浮动开关转动一定角度时，例如30度，能够向充填站或者充填管道发出与转动角度有关的第二控制信号，第二控制信号不同于所述第一控制信号，所述第二控制信号随着所述转动角度的变化而变化，以控制充填站或者充填管道逐渐减缓充填的速度。例如，当转动浮动开关7转动到相对于垂直方向30度角时，控制器6发出第二控制信号，充填站或者充填管道逐渐减缓充填的速度，且随着转动角度逐步增加，第二报警信号随着角度的变化而变化，充填速度变得

18、更慢，当转动浮动开关7接触到触头8时，控制器发出第一控制信号，充填站或者充填管道终止充填，此时充填结束。0030实施例3说明书CN103541764A4/4页60031在本实施例中公开了利用本发明的充填料浆高度精确指示仪的预警方法，将实施例1、2中的指示仪的控制器固定在采空区上口，并与报警装置4和安全电源3连接，启动安全电源3的电源，当充填至固定位置时，浮动开关7在充填料浆2的作用下逐渐浮起，根据转动浮动开关扭转的角度，控制器分别向报警装置发出第二报警信号或者第一报警信号，提供工作人员充填浆料的进度。0032优选地，将控制器连接到提供充填料浆的充填站或者充填管道，根据转动浮动开关7扭转的角度，

19、控制器6分别向充填站或者充填管道发出第二控制信号或者第一控制信号，控制充填浆料的速度。0033因此，利用本发明的充填料浆高度精确指示仪的预警方法，能够避免人工误判，实时掌握充填浆料的进度，提醒工作人员进度，甚至可以自动控制充填的进度。0034以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。说明书CN103541764A1/2页7图1说明书附图CN103541764A2/2页8图2说明书附图CN103541764A