CN105525923A - 掘进工作面红外激光指向全断面成形装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的掘进工作面红外激光指向全断面成形装置及使用方法属于掘进工作面辅助设备领域，解决了现有掘进工作面中巷道成型效果差以及锚杆定位不准确的问题，采用的技术方案为：包括固定设置在锚杆上的U形可调节框架，U形可调节框架的顶部以及两个侧边上安装有多个红外激光指向仪，多个红外激光指向仪均与电控制系统连接。
Description
技术领域
本发明属于掘进工作面辅助设备领域，特别是涉及一种掘进工作面红外激光指向全断面成形装置及使用方法。
背景技术
大部分掘进工作面在掘进过程中主要依靠技术部门测量后挂设的中线进行作业，作业中往往在控制巷道两侧巷帮时，存在较大误差，不是凹进去就是凸起来，致使巷道成形效果较差，甚至会出现偏离中线的情况。在支护顶板作业过程中，工人在操作锚杆机打眼时没有参照，只能采用手工用尺测量的方法定位，打出的锚杆眼前后左右位置不齐，致使工程质量与设计要求存在一定差距。因此，研发一种在工作面全断面辅助定位装置非常必要。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，解决了现有掘进工作面中巷道成型效果差以及锚杆定位不准确的问题，旨在提供一种掘进工作面红外激光指向全断面成形装置及使用方法，本装置能提升巷道掘进时的成形效果，还能为顶板支护提供参照依据，为掘进质量提高，标准化作业提供保障。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：掘进工作面红外激光指向全断面成形装置，包括固定设置在锚杆上的U形可调节框架，U形可调节框架的顶部以及两个侧边上安装有多个红外激光指向仪，多个红外激光指向仪均与电控制系统连接。
优选的是，所述U形可调节框架包括横杆，横杆的两端插接固定有折弯连接件，折弯连接件的一端与横杆连接，其另一端插接固定有竖杆，横杆、竖杆在折弯连接件内的插接长度均可调节。
优选的是，所述折弯连接件的两端均开设有多个定位销孔，折弯连接件与横杆、竖杆之间通过定位销固定连接。
优选的是，所述U形可调节框架通过设置在两个折弯连接件上的吊杆与锚杆固定连接。
优选的是，所述U形可调节框架的每个侧边上红外激光指向仪的数量为三个，或为四个，或为五个，其顶部的数量为五个，或为六个，或为七个。
优选的是，所述红外激光指向仪为本质安全型红外激光指向仪。
优选的是，所述电控制系统包括电源，电源的正极与开关S的一端连接，开关S的另一端与开关S1的一端以及开关S2的一端连接，开关S1的另一端与可调节框架侧边上的红外激光指向仪的一端连接，可调节框架侧边上的多个红外激光指向仪相互串接后与电源的负极连接，开关S2的另一端与可调节框架顶部的红外激光指向仪的一端连接，可调节框架顶部的多个红外激光指向仪相互串接后与电源的负极连接。
掘进工作面红外激光指向全断面成形装置的使用方法，操作步骤如下：
1）将U形可调节框架固定在距离掘进工作面18-25米处，按照掘进工作面的尺寸调整好U形可调节框架的尺寸；
2）在U形可调节框架的顶部和侧边上固定安装红外激光指向仪；
3）掘进工作进行时，打开U形可调节框架侧边的红外激光指向仪，司机根据侧边的红外激光指向仪指定的参考点掘进巷道；
4）掘进作业完成后，关掉两侧边的红外激光指向仪，打开顶部的红外激光指向仪，支护工根据顶部的红外激光测量仪发出的红外激光线的位置来确定锚杆和锚索的位置；
5）打开两侧激光指向仪，根据两侧激光指向仪的红外激光线确定巷道侧帮锚杆的高度，再手工测量纵向距离，确定巷道两侧立面锚杆位置。
优选的是，所述步骤2）中侧边的红外激光指向仪的位置根据技术部门给定的中线进行调整位置，顶部的红外激光指向仪以线状形态射在顶板上，经过测量调整顶端红外激光间距，从而顶部的红外激光指向仪的位置。
本发明与现有技术相比有以下几个优点：本发明结构设计新颖，操作简单方便，利用本发明的成形装置能够实现以下几个功能：1）该装置能够帮助掘进机司机在掘进作业时清晰地观察到断面两侧巷道轮廓，指导完成巷道掘进工作。2）该装置能够指导掘进支护工顺利完成顶板打眼支护作业，打眼时无需每根进行测量，节省支护时间。3）该装置能够促进巷道掘进中的成形效果。4）该装置调节框架上每个红外激光指向仪都能够左右上下进行调整，对巷道适应能力强。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的U形可调节框架的结构示意图。
图2为电控制系统的结构示意图。
图3为本发明掘进断面布置主视图。
图4为本发明掘进断面掘进参照轮廓线的示意图。
图5为本发明掘进断面顶板锚杆线的示意图。
图中：1为U形可调节框架，11为横杆，12为折弯连接件，13为竖杆，14为定位销，2为红外激光指向仪，3为吊杆，4为锚杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
请参考图1-图5，图1为本发明所提供的掘进工作面红外激光指向全断面成形装置及使用方法的一种具体实施方式的示意图。
在这一种具体实施方式中，本发明所述的掘进工作面红外激光指向全断面成形装置，包括固定设置在锚杆4上的U形可调节框架1，U形可调节框架1的顶部以及两个侧边上安装有多个红外激光指向仪2，多个红外激光指向仪2均与电控制系统连接。
本装置的操作步骤如下：1）将U形可调节框架1固定在距离掘进工作面20米处，不影响掘进设备和人员工作地方，按照掘进工作面的尺寸调整好U形可调节框架1的尺寸，将U形可调节框架1沿顶帮固定在锚杆4上；
2）在U形可调节框架1的顶部和侧边上固定安装红外激光指向仪2，侧边的红外激光指向仪2的位置根据技术部门给定的中线进行调整位置，顶部的红外激光指向仪2以线状形态射在顶板上，经过测量调整顶端红外激光间距，从而确定红外激光指向仪2的位置，调整完成后利用锁紧装置锁死；
3）掘进工作进行时，打开U形可调节框架侧边的红外激光指向仪2，司机根据侧边的红外激光指向仪2指定的参考点掘进巷道；
4）掘进作业完成后，关掉两侧边的红外激光指向仪2，打开顶部的红外激光指向仪2，支护工根据顶部的红外激光测量仪发出的红外激光线的位置来确定锚杆4和锚索的横向间距；
5）打开两侧激光指向仪，根据两侧激光指向仪的红外激光线确定巷道侧帮锚杆4的高度，再手工测量纵向距离，确定巷道两侧立面锚杆4位置。
本装置的指向距离由红外激光指向仪2的射程决定，考虑准确度和使用时间选择红外激光仪的射程为50M。正常的情况下，每固定一次可以连续使用5天左右（一般每天掘进10米以内）。在遇到地形变化情况下，可以通过调整红外激光指向仪2角度来实现上下坡度的正常工作。
在上述实施例的基础上，本发明的另一种实施方式中，所述U形可调节框架1包括横杆11，横杆11的两端插接固定有折弯连接件12，折弯连接件12的一端与横杆11连接，其另一端插接固定有竖杆13，横杆11、竖杆13在折弯连接件12内的插接长度均可调节。所述折弯连接件12的两端均开设有多个定位销孔，折弯连接件12与横杆11、竖杆13之间通过定位销14固定连接。
使用时U形可调节框架1通过设置在两个折弯连接件12上的吊杆3与锚杆4固定连接，这种固定方式能够保证整个U行可调节框架固定平稳不倾斜，然后根据掘进工作面的尺寸大小，调整U形可调节框架1的横向和纵向长度，通过调整横杆11在折弯连接件12中的插接长度调整U形可调节框架1的横向长度，通过调整竖杆13在折弯连接件12中的插接长度来调整U形可调节框架1的纵向长度，调整完成后利用预设的定位销14孔将其固定。
本实施例中提供了一种U形可调节框架1的具体地调节方式，但本发明并不限于本实施所述的这种调节方式，也可以采用其他的调节方式调整U形可调节框架1的横向纵向长度，比如采用螺纹连接，或者为了实现自动化采用气缸或乳化油缸等方式，只要能够满足U形可调节框架1的横向纵向可调的要求即可。
如图2所示，在上述实施例的基础上，本发明的另一种实施方式中，所述电控制系统包括电源，电源的正极与开关S的一端连接，开关S的另一端与开关S1的一端以及开关S2的一端连接，开关S1的另一端与可调节框架侧边上的红外激光指向仪2的一端连接，可调节框架侧边上的多个红外激光指向仪2相互串接后与电源的负极连接，开关S2的另一端与可调节框架顶部的红外激光指向仪2的一端连接，可调节框架顶部的多个红外激光指向仪2相互串接后与电源的负极连接。
本发明的电源选择3.7V直流电源，然后利用两个控制开关分别控制顶部和侧边的红外激光指向仪2的开闭，从而实现不同的功能。如图2所示，LI、L2表示侧边的红外激光指示仪，但并不是指侧边只安装有两个红外激光指示仪2，只需要将侧边的红外激光指示仪2全部串接即可，L3-L9表示顶部的红外激光指向仪2。另外为了满足煤矿安全的要求，红外激光指向仪2选择本质安全型红外激光指向仪2。
上述几个实施例中并没有具体限定顶部和侧边红外激光仪的数量，红外激光仪的数量可以根据掘进面的尺寸进行适当选择，但每个侧边的红外激光仪的数量应当不小于三个，顶部的红外激光仪的数量根据需要确定的锚杆4和锚索的数量确定。
综上所述，本发明结构设计新颖，操作简单实用，能提升巷道掘进时的成形效果，还能为顶板支护提供参照依据，为掘进质量提高，标准化作业提供保障。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.掘进工作面红外激光指向全断面成形装置，其特征在于：包括固定设置在锚杆（4）上的U形可调节框架（1），U形可调节框架（1）的顶部以及两个侧边上安装有多个红外激光指向仪（2），多个红外激光指向仪（2）均与电控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的掘进工作面红外激光指向全断面成形装置及使用方法，其特征在于：所述U形可调节框架（1）包括横杆（11），横杆（11）的两端插接固定有折弯连接件（12），折弯连接件（12）的一端与横杆（11）连接，其另一端插接固定有竖杆（13），横杆（11）、竖杆（13）在折弯连接件（12）内的插接长度均可调节。
3.根据权利要求2所述的掘进工作面红外激光指向全断面成形装置及使用方法，其特征在于：所述折弯连接件（12）的两端均开设有多个定位销孔，折弯连接件（12）与横杆（11）、竖杆（13）之间通过定位销（14）固定连接。
4.根据权利要求2或3所述的掘进工作面红外激光指向全断面成形装置及使用方法，其特征在于：所述U形可调节框架（1）通过设置在两个折弯连接件（12）上的吊杆（3）与锚杆（4）固定连接。
5.根据权利要求4所述的掘进工作面红外激光指向全断面成形装置及使用方法，其特征在于：所述U形可调节框架（1）的每个侧边上红外激光指向仪（2）的数量为三个，或为四个，或为五个，其顶部的数量为五个，或为六个，或为七个。
6.根据权利要求1或5所述的掘进工作面红外激光指向全断面成形装置及使用方法，其特征在于：所述红外激光指向仪（2）为本质安全型红外激光指向仪（2）。
7.根据权利要求6所述的掘进工作面红外激光指向全断面成形装置及使用方法，其特征在于：所述电控制系统包括电源，电源的正极与开关S的一端连接，开关S的另一端与开关S1的一端以及开关S2的一端连接，开关S1的另一端与可调节框架侧边上的红外激光指向仪（2）的一端连接，可调节框架侧边上的多个红外激光指向仪（2）相互串接后与电源的负极连接，开关S2的另一端与可调节框架顶部的红外激光指向仪（2）的一端连接，可调节框架顶部的多个红外激光指向仪（2）相互串接后与电源的负极连接。
8.如权利要求7所述掘进工作面红外激光指向全断面成形装置的使用方法，其特征在于：操作步骤如下：
1）将U形可调节框架（1）固定在距离掘进工作面18-25米处，按照掘进工作面的尺寸调整好U形可调节框架（1）的尺寸；
2）在U形可调节框架（1）的顶部和侧边上固定安装红外激光指向仪（2）；
3）掘进工作进行时，打开U形可调节框架侧边的红外激光指向仪（2），司机根据侧边的红外激光指向仪（2）指定的参考点掘进巷道；
4）掘进作业完成后，关掉两侧边的红外激光指向仪（2），打开顶部的红外激光指向仪（2），支护工根据顶部的红外激光测量仪发出的红外激光线的位置来确定锚杆（4）和锚索的位置；
5）打开两侧激光指向仪，根据两侧激光指向仪的红外激光线确定巷道侧帮锚杆（4）的高度，再手工测量纵向距离，确定巷道两侧立面锚杆（4）位置。
9.如权利要求8所述掘进工作面红外激光指向全断面成形装置的使用方法，其特征在于：所述步骤2）中侧边的红外激光指向仪（2）的位置根据技术部门给定的中线进行调整位置，顶部的红外激光指向仪（2）以线状形态射在顶板上，经过测量调整顶端红外激光间距，从而顶部的红外激光指向仪（2）的位置。
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