CN108562715B - 一种煤矿开采沉陷区损毁边界自动测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿开采沉陷区损毁边界自动测定装置，包括主箱体、检测探管和下放空腔，所述主箱体的两侧表面皆安装有紧固杆，所述主箱体的顶端安装有支撑架，所述支撑架的顶部安装有太阳能电板，所述下放空腔的顶端安装有螺纹杆，所述螺纹杆的表面通过螺纹体安装有螺旋环，所述螺纹杆的顶端安装有旋转马达，所述螺纹杆一侧的主箱体内部安装有操作基板，所述螺纹杆另一侧的主箱体内部安装有电机，所述检测探管的底端安装有钻头，所述检测探管的内部安装有传动杆。本发明通过设置有一系列的结构使装置在使用过程中，具备移动功能的同时，便于进行远程控制，方便操作的同时，可自行检测沉陷区的土壤情况，具备预防塌陷的功能。

Description

一种煤矿开采沉陷区损毁边界自动测定装置

技术领域

本发明涉及煤矿安全技术领域，具体为一种煤矿开采沉陷区损毁边界自动测定装置。

背景技术

我国是煤炭资源的消耗大国，在煤炭资源的开采中，虽给人们带来了巨大的社会效益和经济效益，不可避免的也对土地资源造成了损毁，煤矿被开采出后，采空区周围岩体的自然应力状态受到破坏，岩层和地表产生移动、变形和破坏，一旦发生塌陷的事故，必将危害四周人员的生命安全，对煤矿开采沉陷区损毁边界的检测工作至关重要，只是一般情况下，这类工作多为人工作业，还需配备多种复杂的设备，搬运设备的劳动强度过大，由于煤矿的开采周期较长，造成的整个测定过程所消耗的时间过长，现有的现场监测和遥感监测方式无法适用，测定的效果受多种因素影响，精确度不高，无法对沉陷区进行塌陷预测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿开采沉陷区损毁边界自动测定装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿开采沉陷区损毁边界自动测定装置，包括主箱体、检测探管和下放空腔，所述主箱体的两侧表面皆安装有紧固杆，所述紧固杆的内部通过螺纹体安装有支撑螺杆，且支撑螺杆的两端向上下两端延伸，所述支撑螺杆的表面安装有调节把手，所述紧固杆上方的主箱体表面安装有收发天线，所述收发天线一侧的主箱体表面通过合页安装有密封门体，所述主箱体的顶端安装有支撑架，所述支撑架的顶部安装有太阳能电板，所述主箱体的内部设置有下放空腔，所述下放空腔的顶端安装有螺纹杆，且螺纹杆延伸至下放空腔内部，所述螺纹杆的表面通过螺纹体安装有螺旋环，所述螺纹杆的顶端安装有旋转马达，所述螺纹杆一侧的主箱体内部安装有操作基板，所述操作基板下方的主箱体内部安装有控制电路基板，所述螺纹杆另一侧的主箱体内部安装有电机，且电机的输出端通过皮带轮机构与螺旋环表面连接，所述下放空腔一侧的主箱体内部安装有太阳能用蓄电池，所述下放空腔的内部安装有检测探管，所述检测探管的底端安装有钻头，所述检测探管的内部安装有传动杆，且传动杆的输入端通过轴承与旋转马达的输出端连接，所述传动杆的表面设置有多个滑动槽，所述滑动槽的内部安装有活动杆，且活动杆的一端延伸至检测探管外部。

优选的，所述支撑螺杆的底端安装有万向轮，且万向轮上安装有刹车机构。

优选的，所述收发天线上方的主箱体表面安装有推手，且推手的表面安装有防滑胶套。

优选的，所述滑动槽的内部安装有复位弹簧，且复位弹簧的一端与活动杆表面连接。

优选的，所述主箱体的底端安装有压差检测器。

优选的，所述活动杆的表面安装有皆压力传感器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该煤矿开采沉陷区损毁边界自动测定装置通过安装有万向轮，使得该装置具备移动性，便于进行移动化检测，方便使用，通过安装有压差检测器，使得主箱体与地面接触的同时，感应二者间的接触力，感应该装置接触地面损毁情况，通过安装有调节把手，可带动万向轮进行上下升降运动，使得主箱体底端与地面直接接触，进而实现直接固定效果，通过安装有推手，便于施加推力，带动该装置进行移动，通过安装有太阳能电板，可将太阳能转化为电能，为该装置提供正常作业所必须的电能，通过安装有螺旋环，并和电机结合使用，可旋转带动螺纹杆乃至检测探管向下延伸，伸入土壤中，便于进行地质松紧度的检测，通过安装有旋转马达，可带动传动杆旋转，并使得活动杆下放，伸入土壤之中，通过安装有复位弹簧，可在活动杆承受较大阻力或支撑力不足的情况下，便于活动杆插入土壤中，利于压力传感器对土壤松紧度进行检测。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明的局部结构示意图。

图中：1、万向轮；2、压差检测器；3、紧固杆；4、主箱体；5、密封门体；6、太阳能电板；7、支撑螺杆；8、调节把手；9、收发天线；10、推手；11、支撑架；12、钻头；13、检测探管；14、控制电路基板；15、螺旋环；16、操作基板；17、旋转马达；18、太阳能用蓄电池；19、下放空腔；20、电机；21、皮带轮机构；22、螺纹杆；23、滑动槽；24、活动杆；25、传动杆；26、复位弹簧；27、压力传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供的一种实施例：一种煤矿开采沉陷区损毁边界自动测定装置，包括主箱体4、检测探管13和下放空腔19，主箱体4的底端安装有压差检测器2，可在主箱体4与地面接触时感应二者之间的压力变化情况，主箱体4的两侧表面皆安装有紧固杆3，具有紧固功能，紧固杆3的内部通过螺纹体安装有支撑螺杆7，且支撑螺杆7的两端向上下两端延伸，支撑螺杆7的表面安装有调节把手8，支撑螺杆7的底端安装有万向轮1，且万向轮1上安装有刹车机构，使得该装置具备移动性，可实现移动化作业，紧固杆3上方的主箱体4表面安装有收发天线9，可接受并发送无线信号，实现远程检测的功能，收发天线9上方的主箱体4表面安装有推手10，且推手10的表面安装有防滑胶套，可便于对该装置施加前进的推力，收发天线9一侧的主箱体4表面通过合页安装有密封门体5，便于检测和操作过程的开展，主箱体4的顶端安装有支撑架11，具有紧固支撑功能，支撑架11的顶部安装有太阳能电板6，在使用时，可将外部太阳能转化为电能，为整个装置提供电能来源，便于使用，主箱体4的内部设置有下放空腔19，底端延伸至主箱体4地面，下放空腔19的顶端安装有螺纹杆22，且螺纹杆22延伸至下放空腔19内部，螺纹杆22表面设置有螺纹，螺纹杆22的表面通过螺纹体安装有螺旋环15，使用时，螺旋环15带动螺纹杆22进行旋转，螺纹杆22的顶端安装有旋转马达17，由太阳能用蓄电池18提供电能，可产生旋转力矩，此旋转马达17的型号可选为50KTYZ电机，螺纹杆22一侧的主箱体4内部安装有操作基板16，操作基板16内安装有公寓控制本装置工作的控制器，便于进行人工操作，操作基板16下方的主箱体4内部安装有控制电路基板14，其上安装有控制电路，并通过导线与该装置内部的各个用电组件进行电性连接，实现整体控制，螺纹杆22另一侧的主箱体4内部安装有电机20，且电机20的输出端通过皮带轮机构21与螺旋环15表面连接，由太阳能用蓄电池18提供电能，并带动螺旋环15进行旋转运动，此电机20的型号可选为Y2-1电机，下放空腔19一侧的主箱体4内部安装有太阳能用蓄电池18，其电路输入端通过导线与太阳能电板6连接，将太阳能电板6转化而来的电能进行存储，并为该装置提供电能，下放空腔19的内部安装有检测探管13，可随螺纹杆22向下旋转，伸入土壤之中，检测探管13的底端安装有钻头12，可在检测探管13旋转的同时，由钻头12对前端土壤进行处理，检测探管13的内部安装有传动杆25，传动杆25与旋转马达17动力连接，且传动杆25的输入端通过轴承与旋转马达17的输出端连接，可在旋转马达17的作用下产生旋转效果，传动杆25的表面设置有多个滑动槽23，具有滑移功能，滑动槽23的内部安装有活动杆24，且活动杆24的一端延伸至检测探管13外部，可在传动杆25旋转力矩的作用下伸入土壤内部，活动杆24的表面皆安装有压力传感器27，在活动杆24插入土壤后，可对土壤松紧度进行检测，并将检测信息经导线反馈给控制电路，此压力传感器27的型号可选为CYYZ11 压力传感器，滑动槽23的内部安装有复位弹簧26，且复位弹簧26的一端与活动杆24表面连接，在活动杆24伸入土壤的过程中，为其提供足够的复位支撑力。

进一步的，所述主箱体4的内壁安装有竖直的导轨，导轨上安装有滑块，所述螺纹杆22通过轴承转动安装在滑块上，所述滑块上安装有用于驱动螺纹杆22旋转的螺旋环15，所述螺旋环15通过轴承安装在主箱体4上，使用时，电机20同步协调运动，当螺纹杆22与螺旋环15转向相同时，螺纹杆22的下降时的进给量下降，可通过控制螺纹杆22与螺旋环15的转速来调节钻头12的钻入量，以适应不同地质的土壤。

工作原理：在使用过程中，可手握推手10，借助万向轮1的移动性，将该装置移动到适宜测定沉陷区损毁情况的位置，手动旋转调节把手8，进而带动支撑螺杆7进行整体上移，万向轮1随着上移，主箱体4底端与地面直接接触，从而实现整个装置的固定，在进行检测过程中，可由人工点触操作基板16上的按钮，利用太阳能用蓄电池18为电机20供电，由此实现电机20的启动，电机20启动后，螺纹杆22和螺旋环15旋转，根据土壤的地质旋转不同的下钻速度，由于螺旋环15与螺纹杆22之间通过螺纹体连接，在螺旋环15旋转的过程中，螺纹杆22受力，二者之间发生相对运动，同时，检测探管13旋转并向下运动，当钻头12与地面土壤接触后，钻头12对土壤施加向四周的推力，有利于检测探管13伸入土壤之中，当检测探管13完全伸入土壤之后，旋转马达17自行启动，并带动传动杆25进行旋转，受旋转力矩作用下，活动杆24在滑动槽23内部进行滑移，并相对复位弹簧26向下运动，在力的作用下，延伸出检测探管13外部，并插入土壤之中，实现扩散的效果，由于各个活动杆24表面皆安装有压力传感器27，可自行检测各个区域土壤中的松紧度情况，当土壤松紧度发生变化时，压力传感器27可检测挤压应力的变化，由此检测是否存在土壤结构损毁的现象，提前预防塌陷事故的发生。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种煤矿开采沉陷区损毁边界自动测定装置，包括主箱体（4）、检测探管（13）和下放空腔（19），其特征在于：所述主箱体（4）的两侧表面皆安装有紧固杆（3），所述紧固杆（3）的内部通过螺纹体安装有支撑螺杆（7），且支撑螺杆（7）的两端向上下两端延伸，所述支撑螺杆（7）的表面安装有调节把手（8），所述紧固杆（3）上方的主箱体（4）表面安装有收发天线（9），所述收发天线（9）一侧的主箱体（4）表面通过合页安装有密封门体（5），所述主箱体（4）的顶端安装有支撑架（11），所述支撑架（11）的顶部安装有太阳能电板（6），所述主箱体（4）的内部设置有下放空腔（19），所述下放空腔（19）的顶端安装有螺纹杆（22），且螺纹杆（22）延伸至下放空腔（19）内部，所述螺纹杆（22）的表面通过螺纹体安装有螺旋环（15），所述螺纹杆（22）的顶端安装有旋转马达（17），所述螺纹杆（22）一侧的主箱体（4）内部安装有操作基板（16），所述操作基板（16）下方的主箱体（4）内部安装有控制电路基板（14），所述螺纹杆（22）另一侧的主箱体（4）内部安装有电机（20），且电机（20）的输出端通过皮带轮机构（21）与螺旋环（15）表面连接，所述下放空腔（19）一侧的主箱体（4）内部安装有太阳能用蓄电池（18），所述下放空腔（19）的内部安装有检测探管（13），所述检测探管（13）的底端安装有钻头（12），所述检测探管（13）的内部安装有传动杆（25），且传动杆（25）的输入端通过轴承与旋转马达（17）的输出端连接，所述传动杆（25）的表面设置有多个滑动槽（23），所述滑动槽（23）的内部安装有活动杆（24），且活动杆（24）的一端延伸至检测探管（13）外部；

工作原理：在使用过程中，可手握推手(10)，借助万向轮(1)的移动性，将该装置移动到适宜测定沉陷区损毁情况的位置，手动旋转调节把手(8)，进而带动支撑螺杆(7)进行整体上移，万向轮(1)随着上移，主箱体(4)底端与地面直接接触，从而实现整个装置的固定，在进行检测过程中，可由人工点触操作基板(16)上的按钮，利用太阳能用蓄电池(18)为电机(20)供电，由此实现电机(20)的启动，电机(20)启动后，螺纹杆(22)和螺旋环(15)旋转，根据土壤的地质旋转不同的下钻速度，由于螺旋环(15)与螺纹杆(22)之间通过螺纹体连接，在螺旋环(15)旋转的过程中，螺纹杆(22)受力，二者之间发生相对运动，同时，检测探管(13)旋转并向下运动，当钻头(12)与地面土壤接触后，钻头(12)对土壤施加向四周的推力，有利于检测探管(13)伸入土壤之中，当检测探管(13)完全伸入土壤之后，旋转马达(17)自行启动，并带动传动杆(25)进行旋转，受旋转力矩作用下，活动杆(24)在滑动槽(23)内部进行滑移，并相对复位弹簧(26)向下运动，在力的作用下，延伸出检测探管(13)外部，并插入土壤之中，实现扩散的效果，由于各个活动杆(24)表面皆安装有压力传感器(27)，可自行检测各个区域土壤中的松紧度情况，当土壤松紧度发生变化时，压力传感器(27)可检测挤压应力的变化，由此检测是否存在土壤结构损毁的现象，提前预防塌陷事故的发生；所述支撑螺杆（7）的底端安装有万向轮（1），且万向轮（1）上安装有刹车机构；所述收发天线（9）上方的主箱体（4）表面安装有推手（10），且推手（10）的表面安装有防滑胶套；所述滑动槽（23）的内部安装有复位弹簧（26），且复位弹簧（26）的一端与活动杆（24）表面连接。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿开采沉陷区损毁边界自动测定装置，其特征在于：所述主箱体（4）的底端安装有压差检测器（2）。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿开采沉陷区损毁边界自动测定装置，其特征在于：所述主箱体（4）的内壁安装有竖直的导轨，导轨上安装有滑块，所述螺纹杆（22）通过轴承转动安装在滑块上，所述滑块上安装有用于驱动螺纹杆（22）旋转的螺旋环（15），所述螺旋环（15）通过轴承安装在主箱体（4）上。

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