CN108507516A - 一种数显式巷道顶板下沉检测器 - Google Patents

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Abstract

一种数显式巷道顶板下沉检测器，涉及煤矿井下巷道内的辅助设施，解决现有检测方式无法对顶板最容易下沉的部分进行检测，而且不能进行实时检测和数字化显示的技术问题。本发明利用位移传感器和机械联动的方式实施对顶板下沉量进行实时检测，其检测点位于巷道的中心位置，也是顶板最容易垮落和直接下沉的位置。实际下沉量可由传感器直接以数字显示出来，读取直观方便。在观测作好记录后，可以每日对数据进行对比分析，以便根据巷道顶板的下沉量及时采取有效的补强支护措施，防止顶板垮落所带来的重大安全事故。本发明用于煤矿井下巷道顶板的下沉测量，具有检测点选位合理，实时检测和数字化显示，检测数据精准的优点。

Description

一种数显式巷道顶板下沉检测器
技术领域
本发明涉及煤矿井下巷道内的辅助设施，特别涉及一种用于煤矿井下巷道顶板下沉的数显式检测装置。
背景技术
煤矿井下巷道的支护普遍采用锚杆、锚索加锚网的方式进行支护，克服了以往支设刚性拱形棚、梯形棚的缺点，使矿井在开拓巷道时，以掘进、支护速度快、劳动强度低、节省材料等优点而普遍应用。
受地质条件变化，以及相邻工作面采空区压力的影响，会导致巷道顶板破碎离层、下沉，巷帮位移变形等现象。对于顶板的离层以往大多采用顶板离层仪进行检测，先把顶板进行钻孔，在基岩层和锚固层布置检测基点，依靠彼此间的位移进行检测，如果遇到顶板破碎或整体下沉的情况，将无法对下沉量具体显现，容易带来重大安全隐患。有时辅助采取木质信号柱进行警示，但为了不影响巷道内行车等原因，木质信号柱支设在巷道靠帮部一侧，无法对顶板最容易下沉的中间部分进行检测，而且依靠观察信号柱的受压变形，只能提示有下沉的迹象，没有具体的数据，不具备科学指导。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种数显式巷道顶板下沉检测器，解决现有检测方式无法对顶板最容易下沉的部位进行检测，而且不能进行实时检测和数字化显示的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种数显式巷道顶板下沉检测器，包括：垂直设置在井下巷道底板上的支撑立柱，支撑立柱为金属中空矩形管，支撑立柱上方用U形卡兰将其固定在固定架上，固定架另一端与供排水管道连接；
所述支撑立柱的内腔套装金属中空矩形管结构的升降杆，在升降杆的下部一侧固定有直齿条，并与安装在支撑立柱外侧的手摇齿轮配合，支撑立柱的另一侧设有锁紧升降杆的锁紧螺栓；
所述升降杆的顶部通过铰接孔与检测横梁铰接，检测横梁由水平梁与竖杆构成直角形，水平梁与竖杆的长度比为2:1，检测横梁通过水平梁和竖杆直角处的铰轴铰接，在水平梁的末端与其垂直固定有调节杆，调节杆顶端设有与顶板相接触的托盘，水平梁的下面与竖杆的侧面设有加强筋，升降杆的顶端与加强筋之间设有复位拉伸弹簧，竖杆的下端设有拉线滑轮；
所述升降杆的中部固定有数显式位移传感器，数显式位移传感器的检测拉线环绕拉线滑轮后与升降杆固定。
进一步，所述数显式位移传感器的上下两侧设有限位角钢，数显式位移传感器的另一侧用压板及螺栓与升降杆固定。
进一步，在所述支撑立柱的底部固定有底盘，底盘下方中心位置有锥形定位器。
进一步，所述固定架有可调孔，且另一端焊接有环形卡兰，环形卡兰环抱于巷道一侧的供排水管道上，并用螺栓紧固。
本发明与现有技术相比，由于利用位移传感器和机械联动的方式实施对顶板下沉量进行实时检测，其检测点位于巷道的中心位置，也是顶板最容易垮落和直接下沉的位置。实际下沉量可由传感器直接以数字显示出来，读取直观方便。在观测作好记录后，可以每日对数据进行对比分析，以便根据巷道顶板的下沉量及时采取有效的补强支护措施，防止顶板垮落所带来的重大安全事故。
本发明用于煤矿井下巷道顶板的下沉测量，具有检测点选位合理，可实时检测和数字化显示，检测数据精准的优点。
附图说明
图1为一种数显式巷道顶板下沉检测器的结构示意图；
图2为检测横梁的结构示意图；
图3为本发明在正常巷道内的工作情况示意图；
图4为本发明在巷道顶板下沉时的工作情况示意图。
图中：1-调节杆，2-检测横梁，2.1-水平梁，2.2-竖杆，3-复位拉伸弹簧，4-数显式位移传感器，5-升降杆，6-手摇齿轮，7-固定架，7.1-可调孔，7.2-环形卡兰，8-支撑立柱，9-供排水管道，10-托盘，11-加强筋，12-铰轴，13-拉线滑轮，14-铰接孔，15-限位角钢，16-锁紧螺栓，17-U形卡兰，18-检测拉线，19-直齿条，20-底盘，21-锥形定位器。
具体实施方式
下面将结合附图通过实施例对本发明的技术方案进行清楚完整的描述。
如图1、2所示，一种数显式巷道顶板下沉检测器，包括：垂直设置在井下巷道底板上的支撑立柱8，支撑立柱8为金属中空矩形管，支撑立柱8上方用U形卡兰17将其固定在固定架7上，固定架7另一端与供排水管道9连接；
所述支撑立柱8的内腔套装金属中空矩形管结构的升降杆5，在升降杆5的下部一侧固定有直齿条19，并与安装在支撑立柱8外侧的手摇齿轮6配合，支撑立柱8的另一侧设有锁紧升降杆5的锁紧螺栓16；
所述升降杆5的顶部通过铰接孔14与检测横梁2铰接，检测横梁2由水平梁2.1与竖杆2.2构成直角形，水平梁2.1与竖杆2.2的长度比为2:1，检测横梁2通过水平梁2.1和竖杆2.2直角处的铰轴12铰接，在水平梁2.1的末端与其垂直固定有调节杆1，调节杆1顶端设有与顶板相接触的托盘10，水平梁2.1的下面与竖杆2.2的侧面设有加强筋11，升降杆5的顶端与加强筋11之间设有复位拉伸弹簧3，竖杆2.2的下端设有拉线滑轮13；
所述升降杆5的中部固定有数显式位移传感器4，数显式位移传感器4的检测拉线18环绕拉线滑轮13后与升降杆5固定。
所述数显式位移传感器4的上下两侧设有限位角钢15，数显式位移传感器4的另一侧用压板及螺栓与升降杆5固定。
在所述支撑立柱8的底部固定有底盘20，底盘下方中心位置有锥形定位器21。
所述固定架7有可调孔7.1，且另一端焊接有环形卡兰7.2，环形卡兰7.2环抱于巷道一侧的供排水管道9上，并用螺栓紧固。
如图1至4所示，本发明是利用支撑立柱8作为主要承载和固定，材质选用金属中空矩形管，在立柱的底部固定有支撑立柱底盘20，底盘下方中心位置有锥形定位器21，在与巷道底板接触时需预先对巷道底板凿孔进行定位，使用过程中不会产生位移。支撑立柱上方有U形卡兰17将其固定在固定架7上，固定架7有可调孔，且另一端焊接有环形卡兰，环抱于巷道一侧的供排水管道9上，由螺栓紧固，确保支撑立柱8固定可靠不晃动。
升降杆5也为金属中空矩形管，嵌套在支撑立柱8内，可做上下升降运动。在升降杆5的下部一侧固定有直齿条19并与手摇齿轮6配合，主要作用是可以根据巷道的高度对升降杆5实现快速调节，高度调节完毕后，则由锁紧螺栓16进行锁紧固定。其高度调节范围在2600～3700mm之间，完全满足各种巷道的需要。在升降杆5的中部位置固定有数显式位移传感器4，位移传感器的上下侧有限位角钢15进行限位，防止转动，位移传感器的一侧有压板及螺栓与升降杆5进行固定。
检测横梁2是顶板下沉的主要传动机构，铰接固定在升降杆5的顶部，可沿铰轴12进行转动，具体形状为直角形，均作了加强处理。在检测横梁2的末端固定有调节杆1和与顶板相接触的托盘10，检测横梁2有拉伸复位弹簧3与升降杆5的顶端连接，限位角钢15也对检测横梁2的初始状态起到限位和初始数据调零的作用。检测横梁2的竖杆2.2末端有拉线滑轮13，原理是考虑结构的设计以及巷道的实际状况，水平梁2.1与竖杆2.2的长度比为2:1，位移传感器的检测拉线18则环绕拉线滑轮13后与升降杆5进行固定，在检测横梁2受压摆动时可以将检测拉线18的拉伸长度实现1:2，与顶板下沉量保持一致，使数据读取直观准确。
本发明安装固定在巷道一侧，不影响行车和行人，高度上下可调，适用于煤矿不同高度的巷道，对预防煤矿顶板事故的发生起到重要的作用。
本发明能够以多种形式具体实施而不脱离本发明的实质，所以应当理解，上述实施例不限于前述的细节，而应在权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种数显式巷道顶板下沉检测器，包括：垂直设置在井下巷道底板上的支撑立柱(8)，支撑立柱(8)为金属中空矩形管，支撑立柱(8)上方用U形卡兰(17)将其固定在固定架(7)上，固定架(7)另一端与供排水管道(9)连接；
所述支撑立柱(8)的内腔套装金属中空矩形管结构的升降杆(5)，在升降杆(5)的下部一侧固定有直齿条(19)，并与安装在支撑立柱(8)外侧的手摇齿轮(6)配合，支撑立柱(8)的另一侧设有锁紧升降杆(5)的锁紧螺栓(16)；
所述升降杆(5)的顶部通过铰接孔(14)与检测横梁(2)铰接，检测横梁(2)由水平梁(2.1)与竖杆(2.2)构成直角形，水平梁(2.1)与竖杆(2.2)的长度比为2:1，检测横梁(2)通过水平梁(2.1)和竖杆(2.2)直角处的铰轴(12)铰接，在水平梁(2.1)的末端与其垂直固定有调节杆(1)，调节杆(1)顶端设有与顶板接触的托盘(10)，水平梁(2.1)的下面与竖杆(2.2)的侧面设有加强筋(11)，升降杆(5)的顶端与加强筋(11)之间设有复位拉伸弹簧(3)，竖杆(2.2)的下端设有拉线滑轮(13)；
所述升降杆(5)的中部固定有数显式位移传感器(4)，数显式位移传感器(4)的检测拉线(18)环绕拉线滑轮(13)后与升降杆(5)固定。
2.根据权利要求1所述的数显式巷道顶板下沉检测器，其特征在于：所述数显式位移传感器(4)的上下两侧设有限位角钢(15)，数显式位移传感器(4)的另一侧用压板及螺栓与升降杆(5)固定。
3.根据权利要求1所述的数显式巷道顶板下沉检测器，其特征在于：所述支撑立柱(8)的底部固定有底盘(20)，底盘下方中心位置有锥形定位器(21)。
4.根据权利要求1所述的数显式巷道顶板下沉检测器，其特征在于：所述固定架(7)有可调孔(7.1)，且另一端焊接有环形卡兰(7.2)，环形卡兰(7.2)环抱于巷道一侧的供排水管道(9)上，并用螺栓紧固。
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