CN113390361A - 一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法 - Google Patents

Abstract

一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，包括以下步骤：一：在巷道顶板打孔，将矿用光纤顶板离层传感器的带两根钢丝绳的锚爪安装入孔内；二：将锚爪上的钢丝绳下拉穿过开槽安装杆上端面的穿绳孔，并伸至开槽安装杆侧壁开槽位置；三：将两根钢丝绳末端分别固定传感器浅基点和深基点滚轮上，并自壳体上端引出至开槽安装杆侧壁开槽位置，通过锁扣与步骤二中的钢丝绳锁在一起；四：翻转后盖，将开槽安装杆与后盖固定在一起；五：操作伸缩卡和装置的控制部使伸缩卡和装置先收缩再伸开，将开槽安装杆与锚爪连接在一起。本方法改进了安装杆的结构，便于安装杆与锚爪的直接分离，提高了工程人员施工效率。

Description

一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法

本申请是申请号为202010537543.2，申请日2020年06月12，发明名称为：“一种改进型矿用光纤顶板离层传感器”的分案申请。

技术领域

本发明涉及煤矿安全检测技术领域，具体涉及一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法。

背景技术

发明人之前提出了一种矿用大量程光纤光栅无源顶板离层传感器发明，其具体结构可参见CN201910049470.X和CN201910759754.8中的相关介绍。通过此传感器主要解决了传统光纤光栅传感器工程化安装及回收问题，利用独特的机械结构实现现场钢丝绳与传感器传动滚轮盘绕实现现场反复安装，提高了传感器的利用率，避免传感器使用一次无法拆卸被埋入采空区内，解决了煤矿开采成本。但通过一年的安装使用，发现上述传感器在现场安装拆卸工序中仍然存在可以改进的地方。

具体的，前期传感器工程安装结构设计到达现场施工时必须按照以下流程使用分别为：在巷道顶板打6～20米孔、将两个带钢丝绳锚爪安装孔内、传感器拆开后盖、将两根钢丝绳穿入传感器安装杆内、将传感器安装杆安装到巷道顶板打好的孔内、计算钢丝余量尽量保持500mm～700mm、将两根钢丝绳末端分别固定传感器浅基点/深基点滚轮上、依次旋转深/浅基点摇柄将500mm～700mm缠绕到滚轮、调整深/浅基点表头指示针到零点、盖后盖并固定四个后盖螺丝。

拆卸工艺流程为：拆卸四个螺丝开后盖、剪断两根钢丝绳、把滚轮上预先缠绕的钢丝绳拆卸下来、拆卸安装杆上的固定螺母、取下传感器、盖后盖并固定螺丝、到下一个待测点重复上述安装过程。

综上，传感器的整个工程化安装过程中，在开盖缠绕钢丝绳和传感器调零工序中安装占用时间最长。而且，该工序经常现场反复改进很难提高施工人员安装效率，对公司、煤矿施工效率、施工成本影响较大。

发明内容

本发明主要是改进之前申请的矿用大量程光纤光栅无源顶板离层传感器的工程化安装过程中存在部分工序安装占用时间长的问题，通过提供一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，在该传感器原有优势基础上，重点对有利于工程化安装的结构提出改进，改进后提高工程人员施工效率、降低项目施工成本及工程人员占用率，有利于未来系统批量推广及安装。

本发明的技术方案如下：

一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，包括以下步骤：

步骤一：在巷道顶板打孔，将矿用光纤顶板离层传感器的带两根钢丝绳的锚爪安装入孔内；

所述矿用光纤顶板离层传感器包括壳体、安装杆、锚爪和钢丝绳，所述钢丝绳依次穿过锚爪、安装杆后接入壳体内的传感器上，所述安装杆为开槽安装杆，外部为光滑杆，外径与锚爪外径匹配。所述开槽安装杆上部为锚爪连接端，所述锚爪连接端外尺寸与锚爪下端内尺寸配合，所述锚爪连接端上端面设有穿绳孔，内部设有伸缩卡和装置，侧面设有定位孔，所述锚爪下端在锚爪连接端侧面定位孔的相同位置处也开设有定位孔，所述伸缩卡和装置下端引出控制部，通过操作控制部能够使伸缩卡和装置伸向锚爪连接端侧面的定位孔，将开槽安装杆与锚爪连接在一起，所述开槽安装杆侧壁开槽，用于控制部的布置，便于工人操作。优选的，所述开槽安装杆在下部开槽，以降低工人操作难度；

所述壳体还连接后盖，所述后盖下端铰接在壳体下端；

步骤二：将锚爪上的钢丝绳下拉穿过开槽安装杆上端面的穿绳孔，并伸至开槽安装杆侧壁开槽位置；

步骤三：将两根钢丝绳末端分别固定传感器浅基点和深基点滚轮上，并自壳体上端引出至开槽安装杆侧壁开槽位置，通过锁扣与步骤二中的钢丝绳锁在一起；

步骤四：翻转后盖，将开槽安装杆与后盖固定在一起；

步骤五：操作伸缩卡和装置的控制部使伸缩卡和装置收缩，然后将开槽安装杆伸入到锚爪下部，再操作伸缩卡和装置的控制部使伸缩卡和装置伸开，将开槽安装杆与锚爪连接在一起。

如上所述的矿用光纤顶板离层传感器中，所述伸缩卡和装置包括弹簧卡扣。优选为双头实心伸缩管样式，通过弹簧卡扣的一张一合，可将伸缩管伸入或拉出锚爪连接端侧面的定位孔，实现开槽安装杆与锚爪的连接或分离。

进一步的，所述弹簧卡扣中间穿有拉绳，所述拉绳另一端引至开槽安装杆侧壁开槽处。工人可通过拉动拉绳方便的控制弹簧卡扣的张合。

进一步的，所述弹簧卡扣上方开口处连接有连接绳，所述连接绳中间位置与锚爪连接端顶部连接，以防止弹簧卡扣脱落。

如上所述的矿用光纤顶板离层传感器中，所述钢丝绳至少包括两段，其中一段与壳体中的传感器相连，另一段穿过锚爪连接端上端面的穿绳孔后连入巷道顶板，两段钢丝绳的连接点位于开槽安装杆的侧壁开槽内。通过两段以上钢丝绳的设计，在将传感器进行回收利用时，可直接舍弃掉锚爪上连接的钢丝绳，将传感器及安装杆进行整体回收，相比传统只能回收表头的回收方式，省却了传统传感器回收时需要经钢丝绳缠绕到深基点和浅基点摇柄，调整深基点和浅基点表头指针这些繁琐的工作，降低了工作难度，提高了工人的工作效率。

如上所述的矿用光纤顶板离层传感器中，所述开槽安装杆与壳体之间装配有快速接头，所述快速接头中间设有安装杆连接孔，侧壁开有第一定位孔，所述开槽安装杆下端为壳体连接端，所述壳体连接端外尺寸与安装杆连接孔内尺寸配合，在壳体连接端侧壁开有壳体定位孔，所述壳体定位孔尺寸位置与第一定位孔配合。

进一步的，所述后盖上端设有固定座，所述固定座上设有安装孔，所述安装孔与快速接头侧壁的第一定位孔位置尺寸配合。可通过插入连接件将固定座、快速接头和开槽安装杆固定在一起。

进一步的，所述快速接头的第一定位孔一侧或两侧还开设有弧形槽，所述弧形槽内固定安装有夹具片，所述夹具片方向指向固定座，所述固定座上设有U型槽，所述U型槽尺寸与夹具片尺寸配合。通过弧形槽辅助固定座来固定开槽安装杆，可防止开槽安装杆受力过大时发生扭断或其他故障，增强了传感器使用时的安全性。

优选的，所述快速接头下部连接有防水堵盖，所述防水堵盖一端插入快速接头下部，另一端伸入壳体内部，所述防水堵盖上部盖有防水油堵，底部开有穿绳孔。所述防水油堵上开有穿绳孔，通过防水油堵和防水堵盖双层保险措施，来防止水滴落入壳体内部。优选的，所述防水油堵上面还可放置吸水物质来进一步预防水滴下渗现象。

本发明的有益效果在于：本发明公开的改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法中，采用了新型矿用光纤顶板离层传感器，与上一代传感器相比，其工程安装效率明显提高、施工难度降低、施工人员费用明显降低；多数煤矿为三班制，一个班次8小时，一天一位工程技术人员只能下井一次，通过对上一代传感器测试熟练工程人员一班除去下上井走路、洗澡时间一班只能安装两到三支传感器，一个巷道100支传感器需要施工一个半月，人工成本太高、人员占用比例大；改进后传感器从原来一个班次安装两到三支提高到十支，施工效率明显提高，通过这次改进对未来光纤顶板离层传感器批量推广、批量安装具有重要意义。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

在附图中：

图1为本实施例1改进型矿用光纤顶板离层传感器的立体图；

图2为图1去除壳体部分后的正视图；

图3为双头实心伸缩管定位弹簧卡扣的安装示意图；

图4为双头实心伸缩管定位弹簧卡扣的结构示意图；

图5为快速接头位置的局部放大图；

图6为开槽安装杆的结构示意图；

图7为锚爪连接端的局部放大图；

图8为快速接头的结构示意图；

图9为图8的正视图；

图10为防水堵盖的结构示意图；

图11为防水油堵的结构示意图；

图12为壳体后盖的结构示意图；

图中各附图标记所代表的组件为：

1、壳体，2、开槽安装杆，21、锚爪连接端，22、穿绳孔，23、弹簧卡扣定位孔，24、壳体连接端，25、拉线槽，26、壳体定位孔，3、锚爪，4、双头实心伸缩管定位弹簧卡扣，41、弹性夹片，42、连接绳，43、拉绳，5、快速接头，51、安装杆连接孔，52、第一定位孔，53、第二定位孔，54、弧形槽，6、防水堵盖，62、第三凸台，7、防水油堵，71、第一凸台，72、第二凸台，8、夹具片，9、后盖，91、固定座，10、钢丝绳，11、锁扣。

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。

本发明中提及的方位“前后”、“左右”等，仅用来表达相对的位置关系，而不受实际应用中任何具体方向参照的约束。

实施例1

本实施例的一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法中采用了新型的矿用光纤顶板离层传感器，其具体的结构示意图参见图1和图2，包括壳体1、安装杆、锚爪3和钢丝绳10，所述钢丝绳10自上而下依次穿过锚爪3、安装杆后接入壳体1内的传感器上，所述安装杆采用开槽安装杆2，与上一代矿用光纤顶板离层传感器相比，外部改为光滑杆，外径与锚爪3外径相同，下部开有拉线槽25。

下面结合图6和图7，所述开槽安装杆2上部为锚爪连接端21，所述锚爪连接端21外尺寸与锚爪3下端内尺寸配合，可插入到锚爪3下端使用。所述锚爪连接端21上端面设有两个穿绳孔22，内部设有双头实心伸缩管定位弹簧卡扣4，侧面设有弹簧卡扣定位孔23，所述锚爪3下端在锚爪连接端21侧面弹簧卡扣定位孔23的相同位置处也开设有定位孔，参见图3，所述双头实心伸缩管定位弹簧卡扣4下端引出控制部，通过操作控制部能够使双头实心伸缩管定位弹簧卡扣4伸向锚爪连接端21和锚爪3侧面的定位孔，将开槽安装杆2与锚爪3连接在一起。

下面结合图3和图4，所述双头实心伸缩管定位弹簧卡扣4包括V型的弹性夹片41，在弹性夹片41末端设有两个实心伸缩管，所述伸缩管大小与锚爪连接端21和锚爪3侧面的定位孔尺寸配合。在弹性夹片41中间穿有拉绳43，所述拉绳43作为控制部，另一端引至开槽安装杆2侧壁拉线槽25处。工人可通过拉动拉绳43方便的控制双头实心伸缩管定位弹簧卡扣4的张合，使伸缩管伸入或拉出锚爪连接端21侧面的定位孔，实现开槽安装杆2与锚爪3的连接或分离。

优选的，所述拉线槽25尽量靠近开槽安装杆2下部，以方便工人拉动拉绳43，降低工人操作难度。

进一步的，所述弹性夹片41上方开口处连接有连接绳42，所述连接绳42中间位置与锚爪连接端21顶部连接，以防止双头实心伸缩管定位弹簧卡扣4脱落。

优选的，所述拉绳43上端与连接绳42连接，可更为轻便的拉动弹性夹片41。

在本实施例中，所述钢丝绳10包括两段，其中一段与壳体1中的传感器相连，另一段穿过锚爪连接端21上端面的穿绳孔22后连入巷道顶板，两段钢丝绳10的连接点位于开槽安装杆2的拉线槽25内，并通过锁扣11连接在一起。优选的，所述锁扣11与来自壳体1中的钢丝绳10初始制作在一块，然后，将来自巷道顶板的钢丝绳10穿入锁扣11内，用工具压实。即锁扣11与壳体1的钢丝绳10连接强度高于来自巷道顶板的钢丝绳10与锁扣11的连接强度。通过上述两段钢丝绳10的设计，在将传感器进行回收利用时，可先拉动拉绳43，使双头实心伸缩管定位弹簧卡扣4收缩，此时开槽安装杆2与锚爪3分离，然后向下拉开槽安装杆2，由于巷道顶板的钢丝绳10处于固定状态，与壳体1连接的钢丝绳10开始向上运动，直至锁扣11卡在锚爪连接端21处的穿绳孔22下端面上。由于锁扣11与壳体1的钢丝绳10连接强度高于来自巷道顶板的钢丝绳10与锁扣11的连接强度，增大拉力后，来自巷道顶板的钢丝绳10即与锁扣11脱离，传感器及安装杆得以整体回收。这相比传统只能回收传感器表头的回收方式，省却了传统传感器回收时需要经钢丝绳10缠绕到深基点和浅基点摇柄，调整深基点和浅基点表头指针这些繁琐的工作，降低了工作难度，提高了工人的工作效率。

下面参见图5、图8和图9，所述开槽安装杆2与壳体1之间装配有快速接头5，所述快速接头5通过螺栓固定在壳体1上表面上。所述快速接头5中间设有安装杆连接孔51，侧壁开有第一定位孔52，所述开槽安装杆2下端为壳体连接端24，所述壳体连接端24外尺寸与安装杆连接孔51内尺寸配合，长度小于安装杆连接孔51深度，在壳体连接端24侧壁开有壳体定位孔26，所述壳体定位孔26尺寸位置与第一定位孔52配合。安装开槽安装杆2时，将开槽安装杆2下端的壳体连接端24插入到快速接头5的壳体定位孔26内，然后通过螺栓依次穿过第一定位孔52和壳体定位孔26后，即实现了开槽安装杆2与壳体1的固定。

进一步的，所述第一定位孔52位于快速接头5上端，在快速接头5下端底面设有若干个第二定位孔53，可通过在壳体1内部向第二定位孔53穿入螺栓的方式将快速接头5固定在壳体1上表面上。

下面结合图12，本实施例中，所述后盖9下端铰接在壳体1下端，所述后盖9上端中间位置设有固定座91，所述固定座91上设有安装孔，所述安装孔与快速接头5侧壁的第一定位孔52位置尺寸配合。方便使用螺栓将固定座91、快速接头5和开槽安装杆2固定在一起。此改进的后盖9连接方式，可更方便的打开后盖，简化了传感器的安装工序。

作为优选的，所述快速接头5的第一定位孔52两侧还分别开设有弧形槽54，所述弧形槽54内各固定安装有夹具片8，所述夹具片8上开有通孔，通孔位置与快速接头5第二定位孔53位置尺寸配合。所述夹具片8方向垂直于固定座91，长度超过固定座91。所述固定座91在安装孔两侧分别设有一个U型槽，所述U型槽尺寸与夹具片8尺寸配合。通过弧形槽54辅助固定座91来固定开槽安装杆2，可防止开槽安装杆2受力过大时发生扭断或其他故障，增强了传感器使用时的安全性。

下面结合图10和图11，所述快速接头5下部还连接有防水油堵7和防水堵盖6，所述防水堵盖6的结构参见图10，其一端设有第三凸台61，所述第三凸台61高度小于快速接头5底部距离弧形槽54下端的距离，使用时将防水堵盖6一端插入快速接头5下部，另一端伸入壳体1内部并固定住，所述防水堵盖6上部盖有防水油堵7，所述防水油堵7包括第一凸台71和第二凸台72，所述第一凸台71尺寸大于第二凸台72，使用时，所述第二凸台72插入防水堵盖6的第三凸台61内。在第一凸台71和第二凸台72内部贯穿有穿绳孔22，所述防水堵盖6底部开有穿绳孔22，通过防水油堵7和防水堵盖6双层保险措施，来防止水滴顺着钢丝绳10落入壳体1内部。优选的，所述防水油堵7上面还可放置吸水物质来进一步预防水滴下渗现象。

一种针对上述改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，包括以下步骤：

步骤一：在巷道顶板打孔，将带两根钢丝绳10的锚爪3安装入孔内。

步骤二：将锚爪3上的钢丝绳10下拉穿过开槽安装杆2上端面的穿绳孔22，并伸至开槽安装杆2侧壁拉线槽25位置。

步骤三：将两根钢丝绳10末端分别固定传感器浅基点和深基点滚轮上，并依次穿过防水堵盖6下端的穿绳孔22、防水油堵7上的穿绳孔22后引出至开槽安装杆2侧壁拉线槽25位置，通过锁扣11与步骤二中的钢丝绳10锁在一起。

步骤四：翻转后盖9，向后盖9固定座91内穿入螺栓将后盖9、快速接头5和开槽安装杆2固定在一起。

步骤五：拉动双头实心伸缩管定位弹簧卡扣4下部的拉绳43使弹性夹片41收缩，然后将开槽安装杆2伸入到锚爪3下部，再松开拉绳43使弹性夹片41伸开，使弹性夹片41末端的伸缩管依次穿过开槽安装杆2和锚爪3侧壁上的定位孔，将开槽安装杆2与锚爪3连接在一起。

一种针对上述改进型矿用光纤顶板离层传感器的回收方法，包括以下步骤：

步骤一：拉动双头实心伸缩管定位弹簧卡扣4下部的拉绳43使弹性夹片41收缩，然后拉动开槽安装杆2使之与锚爪3分离。

步骤二：向下拉动开槽安装杆2，使锁扣11上行至锚爪连接端21处的穿绳孔22下端面上。由于锁扣11与壳体1的钢丝绳10连接强度高于来自巷道顶板的钢丝绳10与锁扣11的连接强度，增大拉力后，来自巷道顶板的钢丝绳10即与锁扣11脱离，传感器及开槽安装杆2得以整体回收。

以上所述，仅为本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本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，包括以下步骤：

步骤一：在巷道顶板打孔，将矿用光纤顶板离层传感器的带两根钢丝绳(10)的锚爪(3)安装入孔内；

所述矿用光纤顶板离层传感器包括壳体(1)、安装杆、锚爪(3)和钢丝绳(10)，所述钢丝绳(10)依次穿过锚爪(3)、安装杆后接入壳体(1)内的传感器上，所述安装杆为开槽安装杆(2)，所述开槽安装杆(2)上部为锚爪连接端(21)，所述锚爪连接端(21)外尺寸与锚爪(3)下端内尺寸配合，所述锚爪连接端(21)上端面设有穿绳孔(22)，内部设有伸缩卡和装置，侧面设有定位孔，所述锚爪(3)下端在锚爪连接端(21)侧面定位孔的相同位置处也开设有定位孔，所述伸缩卡和装置下端引出控制部，通过操作控制部能够使伸缩卡和装置伸向锚爪连接端(21)侧面的定位孔，将开槽安装杆(2)与锚爪(3)连接在一起，所述开槽安装杆(2)侧壁开槽，用于控制部的布置；

所述壳体(1)还连接后盖(9)，所述后盖(9)下端铰接在壳体(1)下端；

步骤二：将锚爪(3)上的钢丝绳(10)下拉穿过开槽安装杆(2)上端面的穿绳孔(22)，并伸至开槽安装杆(2)侧壁开槽位置；

步骤三：将两根钢丝绳(10)末端分别固定传感器浅基点和深基点滚轮上，并自壳体(1)上端引出至开槽安装杆(2)侧壁开槽位置，通过锁扣与步骤二中的钢丝绳(10)锁在一起；

步骤四：翻转后盖(9)，将开槽安装杆(2)与后盖(9)固定在一起；

步骤五：操作伸缩卡和装置的控制部使伸缩卡和装置收缩，然后将开槽安装杆(2)伸入到锚爪(3)下部，再操作伸缩卡和装置的控制部使伸缩卡和装置伸开，将开槽安装杆(2)与锚爪(3)连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，其特征在于，所述伸缩卡和装置包括弹簧卡扣。

3.根据权利要求2所述的一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，其特征在于，所述弹簧卡扣中间穿有拉绳(43)，所述拉绳(43)另一端引至开槽安装杆(2)侧壁开槽处。

4.根据权利要求3所述的一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，其特征在于，所述弹簧卡扣上方开口处连接有连接绳(42)，所述连接绳(42)中间位置与锚爪连接端(21)顶部连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，其特征在于，所述钢丝绳(10)至少包括两段，其中一段与壳体(1)中的传感器相连，另一段穿过锚爪连接端(21)上端面的穿绳孔(22)后连入巷道顶板，两段钢丝绳(10)的连接点位于开槽安装杆(2)的侧壁开槽内。

6.根据权利要求1所述的一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，其特征在于，所述开槽安装杆(2)与壳体(1)之间装配有快速接头(5)，所述快速接头(5)中间设有安装杆连接孔(51)，侧壁开有第一定位孔(52)，所述开槽安装杆(2)下端为壳体连接端(24)，所述壳体连接端(24)外尺寸与安装杆连接孔(51)内尺寸配合，在壳体连接端(24)侧壁开有壳体定位孔(26)，所述壳体定位孔(26)尺寸位置与第一定位孔(52)配合。

7.根据权利要求6所述的一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，其特征在于，所述后盖(9)上端设有固定座(91)，所述固定座(91)上设有安装孔，所述安装孔与快速接头(5)侧壁的第一定位孔(52)位置尺寸配合。

8.根据权利要求7所述的一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，其特征在于，所述快速接头(5)的第一定位孔(52)一侧或两侧还开设有弧形槽(54)，所述弧形槽(54)内固定安装有夹具片(8)，所述夹具片(8)方向指向固定座(91)，所述固定座(91)上设有U型槽，所述U型槽尺寸与夹具片(8)尺寸配合。

9.根据权利要求6-8任一项所述的一种改进型矿用光纤顶板离层传感器的安装方法，其特征在于，所述快速接头(5)下部连接有防水堵盖(6)，所述防水堵盖(6)一端插入快速接头(5)下部，另一端伸入壳体(1)内部，所述防水堵盖(6)上部盖有防水油堵(7)，底部开有穿绳孔(22)。

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