CN114495455B - 一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置，包括开关，电源，滑动变阻器，导线，匀强磁场发生器和电源板，所述导线将开关、电源A、滑动变阻器A、电源板进行串联，所述电源板上下两侧加装匀强磁场发生器，所述匀强磁场发生器产生的匀强磁场垂直穿过电源板，所述电源板的左右两侧分别连接导线。本发明通过易失稳岩层与稳定岩层产生相对位移，而固定在失稳岩层中的锚爪带动连接杆产生位移进而推动电路B接通，将位移值转变为电信号，可实现对巷道顶板围岩位移的自动监测报警功能，相比常用的将锚爪连接钢丝绳，钢丝绳另一端连接卷尺的装置，可以提高测量精度，实现无人化监测报警，简化监测流程，提高监测效率，降低监测难度。

Description

一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置

技术领域

本发明涉及矿山压力观测技术领域，特别是涉及一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置。

背景技术

井下煤矿开采过程中，巷道顶板覆岩的位移监测是矿山压力观测的重要内容之一，以往常用布置巷道顶板位移计的方式进行监测，其具体测量方法为：在煤矿井下巷道顶板岩层中打几个不同深度的钻孔，将连接有细钢丝绳的锚爪顺着钻孔伸入顶板岩层中，钢丝绳的另一端连接着张紧的卷尺，当锚爪随着岩层下沉时，此时连在锚爪上的钢丝绳也会随之位移，而另一端张紧的卷尺会收缩，此时通过卷尺刻度可看出岩层的位移情况。该法的主要缺陷主要有以下几方面：①卷尺需放置在巷道顶板，需人工读数，存在潜在危险；②当卷尺中的弹簧长时间处于张紧状态时，易产生材料疲劳现象；③操作复杂、繁琐、费时费力，且矿井下实际测量效果不好，测量精度不够。

为此我们提出一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置以解决上述问题。

发明内容

本发明目的在于针对现有巷道顶板围岩位移监测报警装置的不足，提供一种测量方法简便快捷、结果精确、可操作性强的新型矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置，包括开关，电源，滑动变阻器，导线，匀强磁场发生器和电源板，所述导线将开关、电源A、滑动变阻器A、电源板进行串联，所述电源板上下两侧加装匀强磁场发生器，所述匀强磁场发生器产生的匀强磁场垂直穿过电源板，所述电源板的左右两侧分别连接导线，且导线的另一端连接电磁继电器的线圈，所述电磁继电器由线圈、上固定板、中间固定板、下活动板、合页、弹簧组成，所述线圈上端固定于电磁继电器的上固定板，所述电磁继电器的上固定板通过电磁继电器的中间固定板下方的合页与电磁继电器的下活动板相连接，所述电磁继电器的上固定板与下活动板与弹簧相连接，所述电磁继电器的下活动板右端连接有连接板，所述连接板的上侧与连接杆A相连接，所述连接杆A的上端连接着锚爪A，所述电磁继电器的中间固定板上端与连接杆B相连接，所述连接板的右侧连接有导电板A，所述导电板A的上下两侧均有导电触点，导电板A的上方有电路A，所述导电板A的下方有电路B。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电源板材质为半导体材料制成的霍耳片，当所述电源板处于所述匀强磁场发生器产生的匀强磁场中，依据霍尔效应，所述电源板两侧会产生电势差，使得连接在电源板两侧的导线会产生电流，从而导致所述电磁继电器的线圈产生磁性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述连接杆B上端与锚爪B相连接，所述锚爪B锚固于稳定岩层中，所述连接杆B下端与上固定板相连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述连接杆A上端与锚爪A连接，所述锚爪A锚固于易失稳岩层中，所述连接杆A下端与连接板相连接，当易失稳岩层由于煤矿井下回采活动产生向下的位移时，所述锚爪A会随着易失稳岩层的下沉而产生向下的位移，此时锚爪A会带动连接杆A，共同产生向下的位移，连接杆A会带动导电板A向下移动，使得导电板A与导电板D、导电板E相连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电路A包括导电板B、导电板C、电源B、绿灯、滑动变阻器B。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电路B包括导电板D、导电板E、电源C、红色报警器、滑动变阻器C。

与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：

1、本发明通过易失稳岩层与稳定岩层产生相对位移，而固定在失稳岩层中的锚爪带动连接杆产生位移进而推动电路B接通，将位移值转变为电信号，可实现对巷道顶板围岩位移的自动监测报警功能，相比常用的将锚爪连接钢丝绳，钢丝绳另一端连接卷尺的装置，可以提高测量精度，实现无人化监测报警，简化监测流程，提高监测效率，降低监测难度。

附图说明

图1为本发明一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置的立体图；

图2为本发明的图1中A的放大图.

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、开关；2、电源A；3、滑动变阻器A；4、导线；5、匀强磁场发生器；6、电源板；7、上固定板；8、下活动板；9、连接杆B；10、中间固定板；11、弹簧；12、合页；13、锚爪B；14、线圈；15、连接板；16、导电板A；17、导电板B；18、导电板C；19、连接杆A；20、锚爪A；21、电源B；22、绿灯；23、滑动变阻器B；24、导电板D；25、导电板E；26、滑动变阻器C；27、红色报警器；28、电源C；29、导电触点；30、易失稳岩层；31、稳定岩层；32、钻孔A；33、钻孔B。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例:

如图1所示，用导线4将开关1、电源A2、滑动变阻器A3、电源板6串联起来，电源板6是用半导体材料制成的霍尔片，在电源板6上下两侧加装匀强磁场发生器5，匀强磁场发生器5产生的匀强磁场垂直穿过电源板6，电源板6的左右两侧分别连接导线4，导线4的另一端连接电磁继电器的线圈14，电磁继电器由线圈14、上固定板7、中间固定板10、下活动板8、合页12、弹簧11组成，线圈14上端固定于电磁继电器的上固定板7，电磁继电器的上固定板7通过电磁继电器的中间固定板10下方的合页12与电磁继电器的下活动板8相连接，下活动板8可上下翻转，除此之外，电磁继电器的上固定板7与下活动板8还通过最左端的弹簧11相连接，电磁继电器的下活动板8右端连接有连接板15，连接板15的上侧与连接杆A19相连接，连接杆A19的上端连接着锚爪A20，锚爪A20顺着钻孔A32伸入易失稳岩层30中，并锚固在易失稳岩层30中随着易失稳岩层30移动而移动，电磁继电器的中间固定板10上端与连接杆B9相连接，连接杆B9的上端连接着锚爪B13，锚爪B13顺着钻孔B33伸入稳定岩层31中不产生移动。而连接板15的右侧连接有导电板A16，导电板A16的上下两侧均有导电触点29，导电板A16的上方有电路A，电路A包括导电板B17、导电板C18、电源B21、绿灯22、滑动变阻器B23；导电板A16的下方有电路B，电路B包括导电板D24、导电板E25、电源C28、红色报警器27、滑动变阻器C26。

正常工作期间，开关1处于闭合状态，此时由于电源板6处于匀强磁场发生器5产生的匀强磁场中，依据霍尔效应，电源板6两侧会产生电势差，此时连接在电源板6两侧的导线4会产生电流，同时，电磁继电器中的线圈14由于电流的产生，会出现磁性，将电磁继电器的下活动板8吸到线圈14的下端，此时，由于下活动板8右端的连接板15作用，会将导电板A16抬起，导电板A16上下两侧有导电触点29，导电板A16上方的导电触点29与导电板B17和导电板C18上的导电触点29相接触，此时电路A被接通，绿灯22亮起；当易失稳岩层30由于煤矿井下回采活动产生向下的位移时，会导致固定在其中的锚爪A20随之产生向下的位移，此时锚爪A20会带动连接杆A19共同产生向下的位移，连接杆A19推动连接板15产生位移，连接板15推动导电板A16与导电板D24和导电板E25接触，此时，电路B接通，红色报警器27响起。

最后应该说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置，其特征在于：包括开关（1）、电源A（2）、滑动变阻器A（3）、导线（4）、匀强磁场发生器（5）和电源板（6），所述导线（4）将开关（1）、电源A（2）、滑动变阻器A（3）、电源板（6）进行串联，所述电源板（6）上下两侧加装匀强磁场发生器（5），所述匀强磁场发生器（5）产生的匀强磁场垂直穿过电源板（6），所述电源板（6）的左右两侧分别连接导线（4），且导线（4）的另一端连接电磁继电器的线圈（14），所述电磁继电器由线圈（14）、上固定板（7）、中间固定板（10）、下活动板（8）、合页（12）、弹簧（11）组成，所述线圈（14）上端固定于电磁继电器的上固定板（7），所述电磁继电器的上固定板（7）通过电磁继电器的中间固定板（10）下方的合页（12）与电磁继电器的下活动板（8）相连接，所述电磁继电器的上固定板（7）与下活动板（8）与弹簧（11）相连接，所述电磁继电器的下活动板（8）右端连接有连接板（15），所述连接板（15）的上侧与连接杆A（19）相连接，所述连接杆A（19）的上端连接着锚爪A（20），所述电磁继电器的中间固定板（10）上端与连接杆B（9）相连接，所述连接板（15）的右侧连接有导电板A（16），所述导电板A（16）的上下两侧均有导电触点（29），导电板A（16）的上方有电路A，所述导电板A（16）的下方有电路B。

2.根据权利要求1中所述一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置，其特征在于，所述电源板（6）材质为半导体材料制成的霍耳片，当所述电源板（6）处于所述匀强磁场发生器（5）产生的匀强磁场中，依据霍尔效应，所述电源板（6）两侧会产生电势差，使得连接在电源板（6）两侧的导线（4）会产生电流，从而导致所述电磁继电器的线圈（14）产生磁性。

3.根据权利要求1中所述一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置，其特征在于，所述连接杆B（9）上端与锚爪B（13）相连接，所述锚爪B（13）锚固于稳定岩层（31）中，所述连接杆B（9）下端与上固定板（7）相连接。

4.根据权利要求1中所述一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置，其特征在于，所述连接杆A（19）上端与锚爪A（20）连接，所述锚爪A（20）锚固于易失稳岩层（30）中，所述连接杆A（19）下端与连接板（15）相连接，当易失稳岩层（30）由于煤矿井下回采活动产生向下的位移时，所述锚爪A（20）会随着易失稳岩层（30）的下沉而产生向下的位移，此时锚爪A（20）会带动连接杆A（19），共同产生向下的位移，连接杆A（19）会带动导电板A（16）向下移动，使得导电板A（16）与导电板D（24）、导电板E（25）相连接。

5.根据权利要求1中所述一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置，其特征在于，所述电路A包括导电板B（17）、导电板C（18）、电源B（21）、绿灯（22）、滑动变阻器B（23）。

6.根据权利要求1中所述一种矿用巷道顶板围岩位移监测报警装置，其特征在于，所述电路B包括导电板D（24）、导电板E（25）、电源C（28）、红色报警器（27）、滑动变阻器C（26）。