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专利号: 2022108353148
申请人: 湖北工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种隧道涌水突泥防灾装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:将防灾装置移动到岩壁需要阻挡的位置;

通过外设控制终端对岩壁的倾斜方向和倾斜角度进行计算,根据倾斜方向,控制防灾装置面向需要阻挡的岩壁,根据倾斜角度,利用控制器控制气缸活塞,将挡板(2)与岩壁贴合;

将防灾装置与地面固定;

外设控制终端计算所需反应物质量,控制反应物物量输送装置将反应物输送至气体发生器(12);

抽拉点火拉绳(14),使得点火器(13)引发气体发生器(12)内部的反应物,产生气体,气体进入气囊对岩壁进行支撑堵塞;

所述外设控制终端计算岩壁倾斜角度包括:

以防灾装置为原点O,利用摄像头对面向岩壁的两个在水平面相互垂直的方向进行图像采集,两个方向分别为X轴和Y轴,利用自带定位软件程序,分别分析X轴和Y轴上岩壁的倾斜角度,算法如下:c1=(b1+a)/2+(b1‑b2)

c2=c1+(b1‑b3)/2

c3=c2+(b1‑b4)/3

c4=c3+(b1‑b5)/4

cn‑1=cn‑2+(b1‑bn)/(n‑1)

cn=cn‑1+(b1‑bn+1)/n

综上cn=(b1+a)/2+(b1‑b2)+(b1‑b3)/2+(b1‑b4)/3+……+(b1‑bn+1)/n;

其中,a为岩壁在X轴和Y轴倾斜角度的历史平均值;b1为挡板第一执行倾斜角度,bn为挡板第n执行倾斜角度;c1为控制器第一倾斜角度指令值,cn为控制器第n倾斜角度指令值,即为岩壁在X轴或Y轴上的倾斜角度;

将计算出的岩壁在X轴上的倾斜角度cn记为α,岩壁在Y轴上的倾斜角度cn记为β,根据求得需要阻挡的岩壁的整体倾角θ;

计算岩壁倾斜方向包括:根据α和β得到岩壁与X轴和Y轴的交点,原点O垂直于两个交点连线的方向即为岩壁倾斜方向;

所述反应物质量的计算包括:

对隧道涌水突泥处的水流速度、渗流压力、动水压力进行检测得到涌水突泥处置需要的理论总气压值P1;

外设控制终端利用检测到的结果计算反应物物量输送装置需要输送的反应物质量,气囊能提供岩壁的支撑力P2=P1‑P0,其中,P0为标准大气压;

所述一种隧道涌水突泥防灾装置,包括挡板(2)和可移动的底座(1),其特征在于,所述底座(1)一端与挡板(2)铰接,所述挡板(2)靠近底座(1)一侧通过气缸(4)与底座(1)连接,气缸(4)通过伸缩活塞杆控制挡板(2)的转动,所述挡板(2)远离底座(1)一侧设置有气囊,所述挡板(2)内设置有气体发生器(12),气体发生器(12)中的反应气体充入气囊中,所述底座(1)上设置有固定件,将底座(1)与地面固定;

所述防灾装置还包括外设控制终端和控制器,所述外设控制终端对岩壁倾斜角度和倾斜方向进行分析并向控制器发送指令,所述控制器根据外设控制终端发送的指令控制气缸活塞杆的伸缩,使挡板(2)与岩壁贴合。

2.如权利要求1所述的一种隧道涌水突泥防灾装置的使用方法,其特征在于,所述外设控制终端通过安装在底座(1)上的摄像头进行图像采集,并利用定位软件程序,根据采集到的图像分析岩壁倾斜角度和倾斜方向。

3.如权利要求1所述的一种隧道涌水突泥防灾装置的使用方法,其特征在于,所述防灾装置还包括反应物物量输送装置,所述反应物物量输送装置根据外设控制终端计算需要的反应物质量向气体发生器(12)输送相应质量的反应物。

4.如权利要求1至3任一项所述的一种隧道涌水突泥防灾装置的使用方法,其特征在于,所述固定件包括固定在底座(1)上的钻机(7)和与钻机(7)连接的钻头(8),所述钻机(7)控制钻头(8)钻入地面将底座(1)固定在地面上。

5.如权利要求1至3任一项所述的一种隧道涌水突泥防灾装置的使用方法,其特征在于,所述气囊包括设置在挡板(2)中部的球形气囊(9)和设置在挡板(2)边缘的一圈条形气囊(10)。

6.如权利要求5所述的一种隧道涌水突泥防灾装置的使用方法,其特征在于,所述球形气囊(9)外侧包裹有耐磨胶层。