CN106351696A - 一种巷道顶板变形预警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种巷道顶板变形预警装置。其技术方案是：金属杆(1)的下端与缸筒(12)的上端螺纹连接，缸筒(12)的下端与圆筒螺母(5)螺纹连接，缸筒(12)内的活塞(11)与金属杆(1)的下端面相接触；活塞杆(10)的下部穿过圆筒螺母(5)，靠近活塞杆(10)的下端处装有尾部螺母(8)，托盘(9)位于尾部螺母(8)的上端面。缸筒(12)的缸体设有排气孔(2)，排气孔(2)位于金属杆(1)的下端处，排气孔(2)装有密封塞。在活塞(11)和圆筒螺母(5)间的缸筒(12)的缸体装有一级触发开关(3)与二级触发开关(4)，一级触发开关(3)与二级触发开关(4)通过各自的信号线(6)分别与报警装置(7)连接。本发明具有适应强、结构简单、安装方便和能有效地对矿山巷道顶板变形进行预警的特点。
Description
技术领域
本发明属于巷道变形预警装置技术领域。具体涉及一种巷道顶板变形预警装置。
背景技术
随着大规模矿山的开采深入，开采面积、体积的不断扩大，人们对于矿井巷道的要求愈来愈高，加剧巷道顶板变形破坏的因素也随之增多。例如：随着矿山生产能力和机械化程度的逐步提高，将会导致巷道断面越来越大；开采深度的增加也会造成巷道压力增大；巷道压力增大加之地质条件复杂使支护难度变大。因此，人们对于巷道顶板变形的预警需求更加迫切。
目前的巷道顶板变形预警设备结构比较复杂和安装不便，安装时一般需要技术人员在现场，并且预警设备价格昂贵，不能实现密集安装，预测范围有局限性，严重影响对巷道的全程预警。如“一种巷道冒顶监测预警仪(CN 202274954 U)”专利技术，虽能有效解决巷道冒顶预警的问题。但该监测预警仪复杂、安装不便、价格昂贵和稳定性不高，当矿井地质条件复杂时，则预警效果不明显，易受损伤且不便于维护。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种结构简单、适应性强、安装方便和使用效果好的巷道顶板变形预警装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述预警装置的结构是：
金属杆的下端与缸筒的上端螺纹连接，金属杆下端与缸筒上端的螺纹连接处涂有密封胶。缸筒的下端与圆筒螺母螺纹连接，缸筒内的活塞与金属杆下端面相接触；活塞杆的下部穿过圆筒螺母，靠近活塞杆的下端处装有尾部螺母，托盘套在活塞杆上，托盘位于尾部螺母的上端面。
缸筒的缸体设有排气孔，排气孔位于金属杆的下端处，排气孔装有密封塞。缸筒的缸体装有一级触发开关和二级触发开关，一级触发开关靠近缸筒中部处，二级触发开关靠近缸筒的下部处，一级触发开关与二级触发开关位于活塞和圆筒螺母间；一级触发开关与二级触发开关通过各自的信号线分别与报警装置连接。
所述金属杆的长度为巷道松动圈半径的1.1~1.5倍；所述金属杆的下端为外螺纹，外螺纹的大径与缸筒上端内螺纹的大径相同。
所述缸筒为圆管状，缸筒上端设有内螺纹，缸筒下端设有外螺纹；缸筒的上端内螺纹大径为35~45mm，缸筒的下端外螺纹大径为55~65mm。
所述排气孔为圆锥孔。
所述活塞为圆柱体，活塞的圆柱面设有密封圈。
所述托盘的直径为145~155mm，托盘的中心孔直径为35~45mm。
本发明在使用时，先打开排气孔，将活塞装入缸筒内与金属杆下端面相接触，然后在排气孔内装上密封塞，此时活塞上端面与金属杆下端面间形成一个近似真空状态的狭小缝隙，在外部大气压的作用下，将使活塞和金属杆下端间产生一个足够大的拉力。在缸体下端装上圆筒螺母，再将一级触发开关与二级触发开关通过各自信号线分别与安装在巷道顶板上的报警装置连接。然后将组装后的巷道顶板变形预警装置装入巷道顶板中并注入锚固剂，露出活塞杆的下端，最后在穿过金属网与托盘的活塞杆下端装上尾部螺母。
当巷道顶板变形达到一定程度时，变形后的顶板围岩会挤压托盘和金属网，连接金属网和托盘的活塞杆将会受到相应的下拉力，在下拉力的作用下活塞向下移动，从而触动一级触发开关使报警装置发出普通预警信号，当顶板变形十分严重时，活塞继续向下移动触动二级触发开关使报警装置发出严重预警信号，达到对巷道顶板变形预警的目的。
因此，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
一、本发明结构简单、使用方便。本发明仅由金属杆、缸筒、活塞杆、活塞、排气孔、一级触发开关和二级触发开关等组成，较现有顶板预警设备部件少、且重量轻和价格较低；故本发明结构简单、安装方便，不需专门的技术人员进行组装。
二、本发明应用范围广、环境适应性强。由于巷道顶板变形预警装置的大部分构件由金属制成，环境适应性较强。故本发明不仅适用于地下矿山巷道顶板破坏的预警，也适用于隧道工程和水电站硐室顶板破坏的预警。
三、本具体实施方式适合在井下破碎带密集安装，本具体实施方式不仅能对破碎顶板进行有效支护，可在井下破碎带进行密集安装，当顶板发生较大变形时，破碎岩石挤压托盘和金属网使活塞向下移动，从而触动一级触发开关及时预警，变形严重时甚至会触动二级触发开关紧急预警，从而能有效防止或减少巷道顶板变形伤人事故，提高锚网支护的安全系数。
因此，本发明具有适应强、结构简单、安装方便和能有效地对矿山巷道顶板变形进行预警的特点。
附图说明
图1本发明的一种结构示意图；
图2为图1的一种使用状态示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述，并非对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种巷道顶板变形预警装置。所述预警装置的结构如图1所示：
金属杆1的下端与缸筒12的上端螺纹连接，金属杆1下端与缸筒12上端的螺纹连接处涂有密封胶。缸筒12的下端与圆筒螺母5螺纹连接，缸筒12内的活塞11与金属杆1下端面相接触；活塞杆10的下部穿过圆筒螺母5，靠近活塞杆10的下端处装有尾部螺母8，托盘9套在活塞杆10上，托盘9位于尾部螺母8的上端面。
缸筒12的缸体设有排气孔2，排气孔2位于金属杆1的下端处，排气孔2装有密封塞。缸筒12的缸体装有一级触发开关3和二级触发开关4，一级触发开关3靠近缸筒12中部处，二级触发开关4靠近缸筒12的下部处，一级触发开关3与二级触发开关4位于活塞11和圆筒螺母5间；一级触发开关3与二级触发开关4通过各自的信号线6分别与报警装置7连接。
所述金属杆1的长度为巷道松动圈半径的1.1~1.5倍；所述金属杆1的下端为外螺纹，外螺纹的大径与缸筒12上端内螺纹的大径相同。
所述缸筒12为圆管状，缸筒12上端设有内螺纹，缸筒12下端设有外螺纹；缸筒12的上端内螺纹大径为35~45mm，缸筒12的下端外螺纹大径为55~65mm。
所述排气孔2为圆锥孔。
所述活塞11为圆柱体，活塞11的圆柱面设有密封圈。
所述托盘9的直径为145~150mm，托盘9的中心孔直径为35~40mm。
实施例2
一种巷道顶板变形预警装置。除下述技术参数外，其余同实施例1：
所述缸筒12的上端内螺纹大径为40~45mm，缸筒12的下端外螺纹大径为60~65mm。
所述托盘9的直径为150~155mm，托盘9的中心孔直径为40~45mm。
本具体实施方式在使用时，先打开排气孔2，将活塞11装入缸筒12内与金属杆1下端面相接触，然后在排气孔2内装上密封塞，此时活塞11上端面与金属杆1下端面间形成一个近似真空状态的狭小缝隙，在外部大气压的作用下，将使活塞11和金属杆1间产生一个足够大的拉力。在缸体12下端装上圆筒螺母5，再将一级触发开关3与二级触发开关4通过各自信号线6分别与安装在巷道顶板上的报警装置7连接。然后将组装后的巷道顶板变形预警装置装入巷道顶板14中并注入锚固剂，露出活塞杆10的下端，最后在穿过金属网13与托盘9的活塞杆10下端装上尾部螺母8。
当巷道顶板变形达到一定程度时，变形后的顶板围岩会挤压托盘9和金属网13，连接金属网13和托盘9的活塞杆10将会受到相应的下拉力，在下拉力的作用下活塞11向下移动，从而触动一级触发开关3使报警装置发出普通预警信号，当顶板变形十分严重时，活塞继续向下移动触动二级触发开关4使报警装置发出严重预警信号，达到对巷道顶板变形预警的目的。
因此，本具体实施方式与现有技术相比具有如下有益效果：
一、本具体实施方式结构简单、使用方便。本具体实施方式仅由金属杆1、缸筒12、活塞杆10、活塞11、排气孔2、一级触发开关3和二级触发开关4等组成，较现有顶板预警设备部件少、且重量轻和价格较低；故本具体实施方式结构简单、安装方便，不需专门的技术人员进行组装。
二、本具体实施方式应用范围广、环境适应性强。由于巷道顶板变形预警装置的大部分构件由金属制成，环境适应性较强。故本具体实施方式不仅适用于地下矿山巷道顶板破坏的预警，也适用于隧道工程和水电站硐室顶板破坏的预警。
三、本具体实施方式适合在井下破碎带密集安装，本具体实施方式不仅能对破碎顶板进行有效支护，可在井下破碎带进行密集安装，当顶板发生较大变形时，破碎岩石挤压托盘9和金属网13使活塞11向下移动从而触动一级触发开关3及时预警，变形严重时甚至会触动二级触发开关4紧急预警，从而减少巷道顶板变形伤人事故，提高锚网支护的安全系数。
因此，本具体实施方式具有适应强、结构简单、安装方便和能有效地对矿山巷道顶板变形进行预警的特点。
Claims (6)
1.一种巷道顶板变形预警装置，其特征在于所述预警装置的结构是：
金属杆(1)的下端与缸筒(12)的上端螺纹连接，金属杆(1)下端与缸筒(12)上端的螺纹连接处涂有密封胶；缸筒(12)的下端与圆筒螺母(5)螺纹连接，缸筒(12)内的活塞(11)与金属杆(1)下端面相接触，活塞杆(10)的下部穿过圆筒螺母(5)，靠近活塞杆(10)的下端处装有尾部螺母(8)，托盘(9)套在活塞杆(10)上，托盘(9)位于尾部螺母(8)的上端面；
缸筒(12)的缸体设有排气孔(2)，排气孔(2)位于金属杆(1)的下端处，排气孔(2)装有密封塞；缸筒(12)的缸体装有一级触发开关(3)和二级触发开关(4)，一级触发开关(3)靠近缸筒(12)中部处，二级触发开关(4)靠近缸筒(12)的下部处，一级触发开关(3)与二级触发开关(4)位于活塞(11)和圆筒螺母(5)间；一级触发开关(3)与二级触发开关(4)通过各自的信号线(6)分别与报警装置(7)连接。
2.如权利要求1所述的巷道顶板变形预警装置，其特征在于所述金属杆(1)的长度为巷道松动圈半径的1.1~1.5倍；所述金属杆(1)的下端为外螺纹，外螺纹的大径与缸筒(12)上端内螺纹的大径相同。
3.如权利要求1所述的巷道顶板变形预警装置，其特征在于所述缸筒(12)为圆管状，缸筒(12)上端设有内螺纹，缸筒(12)下端设有外螺纹；缸筒(12)的上端内螺纹大径为35~45mm，缸筒(12)的下端外螺纹大径为55~65mm。
4.如权利要求1所述的巷道顶板变形预警装置，其特征在于所述排气孔(2)为圆锥孔。
5.如权利要求1所述的巷道顶板变形预警装置，其特征在于所述活塞(11)为圆柱体，活塞(11)的圆柱面设有密封圈。
6.如权利要求1所述的巷道顶板变形预警装置，其特征在于所述托盘(9)的直径为145~155mm，托盘(9)的中心孔直径为35~45mm。
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