CN112780346A - 一种煤矿采场矿压用监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿采场矿压用监测装置，其包括固定柱、均压监测装置、侧面监测装置以及顶端监测装置，所述侧面监测装置设置在巷道侧板的内侧，所述巷道顶板下端面中心固定有固定柱，所述固定柱下端连接有均压监测装置，所述固定柱下端开设有竖直条形滑槽，所述均压监测装置上方左、右侧对称设置有顶端监测装置，所述均压监测装置中的支撑壳体底端面固定有滑轨，所述滑轨上滑动连接有支撑柱，且所述支撑柱位于侧面监测装置的内侧，且所述巷道顶板的内部还设置有点监测组件，对所述巷道顶板、巷道侧板的表面所受的不同压力进行监测，以便所述均压监测装置对所监测的压力数值进行收集、记录。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采技术领域，具体为一种煤矿采场矿压用监测装置。
背景技术
在矿体没有开采之前，岩体处于平衡状态。当矿体开采后，形成了地下空间，破坏了岩体的原始应力，引起岩体应力重新分布，并一直延续到岩体内形成新的平衡为止。在应力重新分布过程中，使围岩产生变形、移动、破坏，从而对工作面、巷道及围岩产生压力。通常把由开采过程而引起的岩移运动对支架围岩所产生的作用力，称为矿压。现有的矿压监测装置安装使用过程复杂，且长期使用时，容易损坏，更换不便；且不能紧密的与矿体贴合，导致测量的矿压不够精确；且由于矿体内部岩层结构为自然结构，不是较为规则的结构，所产生的压力的朝向为多种方向，导致压力接收装置接收的压力不均，易造成监测装置损坏。
因此，本领域技术人员提供了一种煤矿采场矿压用监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿采场矿压用监测装置，其包括固定柱、均压监测装置、侧面监测装置以及顶端监测装置，所述侧面监测装置设置在巷道侧板的内侧，所述巷道顶板下端面中心固定有固定柱，所述固定柱下端连接有均压监测装置，所述固定柱下端开设有竖直条形滑槽，所述均压监测装置上方左、右侧对称设置有顶端监测装置，所述均压监测装置中的支撑壳体底端面固定有滑轨，所述滑轨上滑动连接有支撑柱，且所述支撑柱位于侧面监测装置的内侧；
且所述巷道顶板的内部还设置有点监测组件，对所述巷道顶板、巷道侧板的表面所受的不同压力进行监测，以便所述均压监测装置对所监测的压力数值进行收集、记录。
作为本发明的一种优选技术方案，点监测装置包括垫板以及压力传感单元，所述垫板铺设在巷道顶板上端面上，所述巷道顶板、垫板内部还开设有柱形槽，所述柱形槽内部安装有伸缩推件，所述伸缩推件底端设置有压力传感单元。
作为本发明的一种优选技术方案，所述顶端监测装置包括面监测壳体、倾斜支杆以及压力监测仪一，所述面监测壳体内部开设有竖向的条形空道，所述条形空道中设置有微转轴，所述倾斜支杆右端与微转轴铰接连接，所述倾斜支杆的右端内侧滑动连接有短滑柱、外侧固定套有滑动帽，所述滑动帽右端连接有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧右端与短滑柱右端外侧面相固定，所述短滑柱右端头铰接连接在微转轴上；
所述面监测壳体内部还设置有压力弹簧，所述压力弹簧上、下端与面监测壳体内侧面、支撑壳体上端面相连接，且所述面监测壳体左、右侧还设置有竖向限位件；
所述压力监测仪一检测面端与支撑壳体上端面相平齐；
所述面监测壳体与巷道顶板之间还留有应力处理腔，所述应力处理腔内部设置有应力分化组件。
作为本发明的一种优选技术方案，所述应力分化组件包括伸拉器、T型盘以及T型分化键，所述伸拉器设置在面监测壳体上端内部开设的条形空腔的左、右侧，所述伸拉器输出端铰接连接有伸缩支杆，所述条形空腔底端还设置有微方形滑道，所述T型分化键底端与微方形滑道滑动连接，所述T型盘顶端固定在巷道顶板内部靠低端面一侧；
所述T型盘下端固定连接有伸缩支杆，一组所述T型分化键上端铰接连接有两组伸缩支杆，上、下方所述伸缩支杆依次错位铰接连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述T型盘中的竖直连接柱与其上端圆盘的轴心可配合转动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述均压监测装置包括智能屏、预警灯、压力监测仪二以及均压监测壳体，所述均压监测壳体上端中心设置有横向转轴座，所述横向转轴座中的转轴的内侧端与固定柱下端开设的竖直条形滑槽滑动连接，所述转轴外侧壁与倾斜支杆左端铰接连接，所述横向转轴座内部还安装有压力监测仪二；
所述智能屏设置在均压监测壳体内部中心处，其下端通过导线与所述预警灯相连接，所述智能屏上侧设置有缓冲支架，且上侧所述缓冲支架的中心处与横向转轴座的靠下端处铰接连接；
所述智能屏左、右侧对称设置有固定箱，所述固定箱内部设置有平行推柱，所述平行推柱右端与T型滑架轴心左侧壁滑动连接，所述T型滑架右侧端头铰接连接有转动盘，且所述转动盘上还铰接连接在竖向的缓冲支架的中心处，所述转动盘中的转轴突出的前端还套有半球体，所述半球体右端连接有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧右端与智能屏左侧的压力监测仪二左端面上的大半球体相连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述侧面监测装置包括压力监测仪三、T型测板以及固定底板，所述固定底板内部设置有压力监测仪三，所述固定底板内部开设有方形滑动槽，所述方形滑动槽右侧端固定连接有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧左端与传动滑板右端面滑动连接，所述传动滑板左端面固定有T型测板；
且位于最上端的所述T型测板右端贯穿固定底板、滑轨与平行推柱左端固定连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述T型测板内部的左侧板右侧壁与右侧柱左端头铰接连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述滑轨下端的凸型滑轨为多段拼接连接，且所述凸型滑轨连接处为连接弧轨；
所述支撑柱顶端面开设有弧形滑道，且以左端为圆心，设置三组，与所述凸型滑轨滑动连接的凹型滑键底端与支撑柱上的弧形滑道滑动连接，以便支撑柱与连接弧轨的弯道滑动配合。
与现有技术相比，本发明提供了一种煤矿采场矿压用监测装置，具备以下有益效果：1、本发明在巷道顶板上先铺设一层垫板，对承受煤矿压力的巷道顶板进行点区域监测，以便清晰快速的判断出巷道顶板中的哪些面板区域承受的压力过大、过小，从而能够及时对支承构架进行加固，提高了压力监测装置的精确度、安全性能，再通过顶端监测装置、均压监测装置对巷道顶板整块板面进行监测，尤其，通过应力分化组件对巷道顶板错位所产生的的应力进行分化，使得顶端监测装置在监测巷道顶板压力的同时，还增加了巷道顶板支承固定的稳定性。
2、本发明通过侧面监测装置对巷道侧板进行压力监测，且通过其中的一组T型测板驱动平行推柱传导至压力检测仪中，而且通过智能屏对上、侧面的压力进行集中记录，并记录巷道侧板与巷道顶板所产生的微小位移，通过预警灯可以很好的起到明显的警惕作用。
附图说明
图1为本发明的矿压监测装置结构示意图；
图2为本发明的A处结构放大示意图；
图3为本发明的应力分化组件局部结构放大示意图；
图4为本发明的均压监测装置局部结构放大示意图；
图5为本发明的侧面监测装置结构放大示意图；
图6为本发明的支撑柱与滑轨的连接局部结构放大示意图；
图中：1、巷道顶板；2、巷道侧板；3、支撑壳体；4、滑轨；5、支撑柱；6、侧面监测装置；7、固定柱；8、均压监测装置；9、顶端监测装置；10、垫板；11、点监测组件；12、压力传感单元；13、压力监测仪一；14、倾斜支杆；15、滑动帽；16、应力分化组件；17、竖向限位件；18、面监测壳体；161、伸拉器；162、T型盘；163、伸缩支杆；164、T型分化键；81、智能屏；82、预警灯；83、压力监测仪二；84、缓冲支架；85、转动盘；86、T型滑架；87、固定箱；88、均压监测壳体；89、平行推柱；61、T型测板；62、压力监测仪三；63、传动滑板；64、固定底板；65、伸缩弹簧；41、凸型滑轨；42、连接弧轨；51、凹型滑键；52、滑柱。
具体实施方式
参照图1，本发明提供一种技术方案：一种煤矿采场矿压用监测装置，其包括固定柱7、均压监测装置8、侧面监测装置6以及顶端监测装置9，所述侧面监测装置6设置在巷道侧板2的内侧，所述巷道顶板1下端面中心固定有固定柱7，所述固定柱7下端连接有均压监测装置8，所述固定柱7下端开设有竖直条形滑槽，所述均压监测装置8上方左、右侧对称设置有顶端监测装置9，所述均压监测装置8中的支撑壳体3底端面固定有滑轨4，所述滑轨4上滑动连接有支撑柱5，且所述支撑柱5位于侧面监测装置6的内侧；
且所述巷道顶板1的内部还设置有点监测组件11，对所述巷道顶板1、巷道侧板2的表面所受的不同压力进行监测，以便所述均压监测装置8对所监测的压力数值进行收集、记录。
参照图2，本实施例中，点监测装置11包括垫板10以及压力传感单元12，所述垫板10铺设在巷道顶板1上端面上，所述巷道顶板1、垫板10内部还开设有柱形槽，所述柱形槽内部安装有伸缩推件，所述伸缩推件底端设置有压力传感单元12，其中，所述垫板10为弹性记忆结构，并在其表面安装点状距离监测器，作为最佳实施例，先通过点监测装置11监测矿层直接产生的压力，并结合垫板10中的点状距离监测器，对巷道顶板1上端面不同位置受到的压力进行监测，以便得出巷道顶板1哪些部位承受较大的压力，并对其进行再次加固。
本实施例中，所述顶端监测装置9包括面监测壳体18、倾斜支杆14以及压力监测仪一13，所述面监测壳体18内部开设有竖向的条形空道，所述条形空道中设置有微转轴，所述倾斜支杆14右端与微转轴铰接连接，所述倾斜支杆14的右端内侧滑动连接有短滑柱、外侧固定套有滑动帽15，所述滑动帽15右端连接有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧右端与短滑柱右端外侧面相固定，所述短滑柱右端头铰接连接在微转轴上；
所述面监测壳体18内部还设置有压力弹簧，所述压力弹簧上、下端与面监测壳体18内侧面、支撑壳体3上端面相连接，且所述面监测壳体18左、右侧还设置有竖向限位件17，
所述压力监测仪一13检测面端与支撑壳体3上端面相平齐；
所述面监测壳体18与巷道顶板1之间还留有应力处理腔，所述应力处理腔内部设置有应力分化组件16，以便面监测壳体18下压过程中，能够平稳且定向的向下压缩，通过顶端监测装置9对巷道顶板1整体所受的压力进行监测。
参照图3，本实施例中，所述应力分化组件16包括伸拉器161、T型盘162以及T型分化键163，所述伸拉器161设置在面监测壳体18上端内部开设的条形空腔的左、右侧，所述伸拉器161输出端铰接连接有伸缩支杆163，所述条形空腔底端还设置有微方形滑道，所述T型分化键163底端与微方形滑道滑动连接，所述T型盘162顶端固定在巷道顶板1内部靠低端面一侧；
所述T型盘162下端固定连接有伸缩支杆163，一组所述T型分化键163上端铰接连接有两组伸缩支杆163，上、下方所述伸缩支杆163依次错位铰接连接；
一方面对巷道顶板1施加至面监测壳体18上的压力进行分化，避免巷道顶板1局部受到的压力过大，造成压力检测仪的数值突然增大，监测出压力变化，发出预警，另一方面，相对提高了巷道顶板1的支撑强度。
本实施例中，所述T型盘162中的竖直连接柱与其上端圆盘的轴心可配合转动，便于为巷道顶板1与面监测壳体18上端面产生横向错位的过程中，使竖直连接柱与T型盘162自行调节扭动，降低零件之间的磨损，且进一步使得伸缩支杆163所分化、传递的应力更加均匀的施加至支撑壳体3上，以便顶面监测装置9监测巷道顶板1面所受到的均匀的压力。
参照图4，本实施例中，所述均压监测装置8包括智能屏81、预警灯82、压力监测仪二83以及均压监测壳体88，所述均压监测壳体88上端中心设置有横向转轴座，所述横向转轴座中的转轴的内侧端与固定柱7下端开设的竖直条形滑槽滑动连接，所述转轴外侧壁与倾斜支杆14左端铰接连接，所述横向转轴座内部还安装有压力监测仪二83；
所述智能屏81设置在均压监测壳体88内部中心处，其下端通过导线与所述预警灯82相连接，所述智能屏81上侧设置有缓冲支架84，且上侧所述缓冲支架84的中心处与横向转轴座的靠下端处铰接连接；
所述智能屏81左、右侧对称设置有固定箱87，所述固定箱87内部设置有平行推柱89，所述平行推柱89右端与T型滑架86轴心左侧壁滑动连接，所述T型滑架86右侧端头铰接连接有转动盘85，且所述转动盘85上还铰接连接在竖向的缓冲支架84的中心处，所述转动盘85中的转轴突出的前端还套有半球体，所述半球体右端连接有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧右端与智能屏81左侧的压力监测仪二83左端面上的大半球体相连接；
通过上侧压力监测仪二83对巷道顶板1所受的压力进行整体性监测，通过左、右侧压力监测仪二83监测巷道侧板的压力，并传递至智能屏81上，作为最佳实施例，左、右压力监测仪二83上还安装有距离监测仪，可用于监测巷道侧板受到侧压力的情况下，产生的微小位移，便于保障巷道施工作业的安全。
参照图5，本实施例中，所述侧面监测装置6包括压力监测仪三62、T型测板61以及固定底板64，所述固定底板64内部设置有压力监测仪三62，所述固定底板64内部开设有方形滑动槽，所述方形滑动槽右侧端固定连接有伸缩弹簧65，所述伸缩弹簧65左端与传动滑板63右端面滑动连接，所述传动滑板63左端面固定有T型测板61；
且位于最上端的所述T型测板61右端贯穿固定底板64、滑轨4与平行推柱89左端固定连接。
本实施例中，所述T型测板61内部的左侧板右侧壁与右侧柱左端头铰接连接，以便配合巷道侧板2产生微位移，避免T型测板61受到冲击产生断裂。
参照图6，本实施例中，所述滑轨4下端的凸型滑轨41为多段拼接连接，且所述凸型滑轨41连接处为连接弧轨42；
所述支撑柱5顶端面开设有弧形滑道，且以左端为圆心，设置三组，与所述凸型滑轨41滑动连接的凹型滑键51底端与支撑柱5上的弧形滑道滑动连接，以便支撑柱5与连接弧轨42的弯道滑动配合；
作为最佳实施例，所述支撑柱5为上、下两端支撑结构，内部通过螺纹杆进行驱动调节高度，再结合支撑柱顶端的弧形弯道，提高了支撑柱5的安装、更换效率，需要注意的是，安装过程中，通过顶端监测装置9中的压力监测一13的压力值数据，通过螺纹杆可有效的恢复原支撑柱的所提供、承受的压力，避免更换过程中，所提供的支撑力、承受的压力，不足或过大，进而改变整个巷道支承结构所受的压力。
在具体实施时，在巷道顶板1安装前，将垫板10铺设在巷道顶板1上，依次安装巷道顶板1、顶端监测装置9，再安装滑轨4、支撑柱5，将侧面监测装置6铺设在巷道侧板2上，在将均压监测装置8与固定柱7连接，打开智能屏81，通过压力传感单元对垫板10、矿层对巷道顶板1上端面各区域的点压进行监测，再通过顶端监测装置9对巷道顶板1整块面板所受的压力进行分化监测，通过侧面监测装置6对巷道侧板2的压力进行监测传递至均压监测装置8中，待超越压力安全值，由智能屏81传至预警灯82进行报警，进行巷道加固或撤离。
以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种煤矿采场矿压用监测装置，其包括固定柱(7)、均压监测装置(8)、侧面监测装置(6)以及顶端监测装置(9)，所述侧面监测装置(6)设置在巷道侧板(2)的内侧，所述巷道顶板(1)下端面中心固定有固定柱(7)，所述固定柱(7)下端连接有均压监测装置(8)，其特征在于：所述固定柱(7)下端开设有竖直条形滑槽，所述均压监测装置(8)上方左、右侧对称设置有顶端监测装置(9)，所述均压监测装置(8)中的支撑壳体(3)底端面固定有滑轨(4)，所述滑轨(4)上滑动连接有支撑柱(5)，且所述支撑柱(5)位于侧面监测装置(6)的内侧；
且所述巷道顶板(1)的内部还设置有点监测组件(11)，对所述巷道顶板(1)、巷道侧板(2)的表面所受的不同压力进行监测，以便所述均压监测装置(8)对所监测的压力数值进行收集、记录。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿采场矿压用监测装置，其特征在于：点监测装置(11)包括垫板(10)以及压力传感单元(12)，所述垫板(10)铺设在巷道顶板(1)上端面上，所述巷道顶板(1)、垫板(10)内部还开设有柱形槽，所述柱形槽内部安装有伸缩推件，所述伸缩推件底端设置有压力传感单元(12)。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿采场矿压用监测装置，其特征在于：所述顶端监测装置(9)包括面监测壳体(18)、倾斜支杆(14)以及压力监测仪一(13)，所述面监测壳体(18)内部开设有竖向的条形空道，所述条形空道中设置有微转轴，所述倾斜支杆(14)右端与微转轴铰接连接，所述倾斜支杆(14)的右端内侧滑动连接有短滑柱、外侧固定套有滑动帽(15)，所述滑动帽(15)右端连接有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧右端与短滑柱右端外侧面相固定，所述短滑柱右端头铰接连接在微转轴上；
所述面监测壳体(18)内部还设置有压力弹簧，所述压力弹簧上、下端与面监测壳体(18)内侧面、支撑壳体(3)上端面相连接，且所述面监测壳体(18)左、右侧还设置有竖向限位件(17)；
所述压力监测仪一(13)检测面端与支撑壳体(3)上端面相平齐；
所述面监测壳体(18)与巷道顶板(1)之间还留有应力处理腔，所述应力处理腔内部设置有应力分化组件(16)。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿采场矿压用监测装置，其特征在于：所述应力分化组件(16)包括伸拉器(161)、T型盘(162)以及T型分化键(163)，所述伸拉器(161)设置在面监测壳体(18)上端内部开设的条形空腔的左、右侧，所述伸拉器(161)输出端铰接连接有伸缩支杆(163)，所述条形空腔底端还设置有微方形滑道，所述T型分化键(163)底端与微方形滑道滑动连接，所述T型盘(162)顶端固定在巷道顶板(1)内部靠低端面一侧；
所述T型盘(162)下端固定连接有伸缩支杆(163)，一组所述T型分化键(163)上端铰接连接有两组伸缩支杆(163)，上、下方所述伸缩支杆(163)依次错位铰接连接。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿采场矿压用监测装置，其特征在于：所述T型盘(162)中的竖直连接柱与其上端圆盘的轴心可配合转动。
6.根据权利要求4所述的一种煤矿采场矿压用监测装置，其特征在于：所述均压监测装置(8)包括智能屏(81)、预警灯(82)、压力监测仪二(83)以及均压监测壳体(88)，所述均压监测壳体(88)上端中心设置有横向转轴座，所述横向转轴座中的转轴的内侧端与固定柱(7)下端开设的竖直条形滑槽滑动连接，所述转轴外侧壁与倾斜支杆(14)左端铰接连接，所述横向转轴座内部还安装有压力监测仪二(83)；
所述智能屏(81)设置在均压监测壳体(88)内部中心处，其下端通过导线与所述预警灯(82)相连接，所述智能屏(81)上侧设置有缓冲支架(84)，且上侧所述缓冲支架(84)的中心处与横向转轴座的靠下端处铰接连接；
所述智能屏(81)左、右侧对称设置有固定箱(87)，所述固定箱(87)内部设置有平行推柱(89)，所述平行推柱(89)右端与T型滑架(86)轴心左侧壁滑动连接，所述T型滑架(86)右侧端头铰接连接有转动盘(85)，且所述转动盘(85)上还铰接连接在竖向的缓冲支架(84)的中心处，所述转动盘(85)中的转轴突出的前端还套有半球体，所述半球体右端连接有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧右端与智能屏(81)左侧的压力监测仪二(83)左端面上的大半球体相连接。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿采场矿压用监测装置，其特征在于：所述侧面监测装置(6)包括压力监测仪三(62)、T型测板(61)以及固定底板(64)，所述固定底板(64)内部设置有压力监测仪三(62)，所述固定底板(64)内部开设有方形滑动槽，所述方形滑动槽右侧端固定连接有伸缩弹簧(65)，所述伸缩弹簧(65)左端与传动滑板(63)右端面滑动连接，所述传动滑板(63)左端面固定有T型测板(61)；
且位于最上端的所述T型测板(61)右端贯穿固定底板(64)、滑轨(4)与平行推柱(89)左端固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿采场矿压用监测装置，其特征在于：所述T型测板(61)内部的左侧板右侧壁与右侧柱左端头铰接连接。
9.根据权利要求1所述的一种煤矿采场矿压用监测装置，其特征在于：所述滑轨(4)下端的凸型滑轨(41)为多段拼接连接，且所述凸型滑轨(41)连接处为连接弧轨(42)；
所述支撑柱(5)顶端面开设有弧形滑道，且以左端为圆心，设置三组，与所述凸型滑轨(41)滑动连接的凹型滑键(51)底端与支撑柱(5)上的弧形滑道滑动连接，以便支撑柱(5)与连接弧轨(42)的弯道滑动配合。
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| CN113235677A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-08-10 | 三门峡职业技术学院 | 一种建筑基坑变形监测装置 |
| CN113279791A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-08-20 | 杜志峰 | 一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构 |
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| CN113279791A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-08-20 | 杜志峰 | 一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构 |
| CN113279791B (zh) * | 2021-07-05 | 2023-11-21 | 华晋焦煤有限责任公司 | 一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构 |
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