CN115541091A - 一种矿压预测分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿压预测分析装置，包括底板，所述底板顶端的四边角均固定设有安装螺栓，所述底板的底端中部开设有通孔，所述底板顶端的中部固定设有滚珠轴承，所述滚珠轴承的中部设有装置外壳，所述装置外壳包括固定连接与滚珠轴承中部的壳体以及四个开设于壳体圆周侧的竖向条形孔，所述壳体的顶端设有安装结构。本发明通过设有的侧向监测结构，通过一号弹片收到岩壁挤压产生的形变量来反映矿压的大小，没有凸起部分，挡板挡住纵向的压力，使一号弹片不容易受到其他方向的压力影响，使装置不会因为其他方向的压力导致损坏；通过钢环与侧向监测结构配合使用，钢环将一号弹片挤压到装置外壳内，扩大测量的范围。

Description

一种矿压预测分析装置

技术领域

本发明涉及一种矿压监测设备，具体为一种矿压预测分析装置。

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。

根据中国发明（申请号：CN202010316677.1）所公开“一种矿压预测分析装置”，包括筒型壳体，在筒型壳体的前端设有锥形端头（子弹外型，更好的使压力传感器装置推入钻孔），在筒型壳体上有垂直于筒型壳体中心线的一组压力传感器安装孔，在每个压力传感器安装孔内固定有压力传感器。通电使强力电容线熔断，使得应力片充分接触钻孔壁上，这样可以更好的预测出每一处的受力情况，为以后的工作面开采提供理论指导。本发明在客服了原有应立计的一些缺点，同时，结构相对简单、且操作简单灵活制作成本低等优点，有利于矿井大范围布置监测点、起到预防矿山应力突发所带来的灾害，保证矿井安全高效生产。

上述矿压预测分析装置在使用时，不能检测垂直于井壁方向的矿压，然而垂直于井壁方向的矿压危险性更大，同时垂直于井壁方向的矿压会破坏弹簧卡夹器，影响测量矿压的精确性。

根据中国实用新型（申请号：201620487929.6 ）所公开“煤矿矿压监测检测器”，其组成包括壳体、矿用数字压力计、控制器、报警器、电源箱和定位仪；所述矿用数字压力计、控制器、报警器、电源箱和定位仪位于壳体内，其中矿用数字压力计位于壳体内底部，电源箱和控制器固定设置于壳体内中部，定位仪和报警器固定设置于壳体内上部；所述矿用数字压力计一端通过线路与电源箱相连接，另一端通过线路与控制器相连；所述控制器通过线路与报警器相连；所述定位仪通过线路与电源箱相连。本装置兼具煤矿矿压监测和报警的功能，并且还设置有对讲机、定位仪和探照灯，功能全面，起到及时保护工人安全的作用；本装置还设置有背带，方便携带与工作。

上述煤矿矿压监测检测器在使用时，不适用于安装到矿井周围的岩体中，导致装置无法精准的测量出矿压。因此我们对此做出改进，提出一种矿压预测分析装置。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种矿压预测分析装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种矿煤矿矿压监测检测器压预测分析装置，包括底板，所述底板顶端的四边角均固定设有安装螺栓，所述底板的底端中部开设有通孔，所述底板顶端的中部固定设有滚珠轴承，所述滚珠轴承的中部设有装置外壳，所述装置外壳包括固定连接与滚珠轴承中部的壳体以及四个开设于壳体圆周侧的竖向条形孔，所述壳体的顶端设有安装结构，所述安装结构包括固定连接与壳体顶端的安装筒，所述安装筒内部的顶端开设有四个卡槽，所述安装筒的底端中部开设有六角槽，所述安装筒的内部设有纵向压力传感器，所述纵向压力传感器的监测端固定设有受力端头，所述受力端头的顶部设有防护罩，所述壳体的内部设有侧向监测结构，所述侧向监测结构包括四个一号滑杆，所述一号滑杆的边侧固定设有位于竖向条形孔内部的一号弹片，所述一号弹片的端部固定设有套设有一号滑杆上的一号滑环，所述一号弹片的底部固定设有侧向压力传感器，所述侧向压力传感器穿过底板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述所述侧向监测结构还包括二号滑杆，所述二号滑杆位于相邻的侧向监测结构之间，所述二号滑杆上套设有二号滑环，所述二号滑杆的边侧设有二号弹片，所述二号弹片的一端与二号滑环固定连接，所述二号弹片的另一端与二号滑杆固定连接，所述二号滑杆与一号滑杆结构相同，所述二号滑环与一号滑环结构相同，所述二号弹片的弹力大于一号弹片。

作为本发明的一种优选技术方案，所述防护罩包括环形罩，所述环形罩的内部固定设有四组等间距的伸缩杆，所述伸缩杆与受力端头接触，所述伸缩杆上套设有弹簧，所述环形罩的顶部固定设有顶罩。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装筒的圆周侧固定设有挡板，所述挡板的圆周侧设有打磨齿。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装筒的圆周侧套设有位于挡板底部的钢环。

作为本发明的一种优选技术方案，所述钢环的底端固定设有橡胶套，所述橡胶套的内部固定设有四个与一号弹片相对设置的弧形片。

作为本发明的一种优选技术方案，所述打磨齿竖直方向呈45度倾斜，且打磨齿的尖端向顺时针或逆时针单方向倾斜。

作为本发明的一种优选技术方案，所述伸缩杆由内杆以及套设于内杆上的外套筒组成，所述外套筒与环形罩的内表面固定连接，所述内杆的端部与受力端头的圆周侧接触，所述弹簧的一端与内杆端部的圆周侧固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述钢环与受力端头的圆周侧均设置有防滑纹。

本发明的有益效果是：该种矿压预测分析装置：

1.通过设有的侧向监测结构，通过一号弹片收到岩壁挤压产生的形变量来反映矿压的大小，没有凸起部分，挡板挡住纵向的压力，使一号弹片不容易受到其他方向的压力影响，使装置不会因为其他方向的压力导致损坏；

2.通过设有的防护罩，在装置受到侧向的压力时，环形罩受力发生位移，环形罩与弹簧可发生伸缩，减小防护罩的位移对影响到受力端头，防护罩消除侧向压力对受力端头造成的损害，提高测量纵向压力的精度；

3.通过钢环与侧向监测结构配合使用，钢环将一号弹片挤压到装置外壳内，然后转动安装筒使装置外壳转动，二号弹片到达竖向条形孔的位置弹出，从而可以更换不同弹性的弹片，扩大测量的范围；

4.通过设有的橡胶套，使用橡胶套将侧向监测结构包裹住，避免孔壁的砂石掉落进入装置缝隙，影响装置对矿压的测量；

5.通过设有的弧形片，利用弧形片承受压力，然后传递到一号弹片上，弧形片的受力面积较大，可以监测的区域就越大，同时对矿压更加灵敏，减小了误差；

6.通过打磨齿与传动结构的配合使用，将传动杆装到电钻上，六角块从通孔伸入到六角槽中卡住，此时小轴承位于通孔内，电钻带动挡板转动，打磨齿对孔壁进行光滑处理，使孔壁更平整；

7.通过钻头与传动结构的配合使用，进行钻孔时将纵向压力传感器取下，柄部代替纵向压力传感器的位置，卡块卡入到卡槽中，六角块在六角槽中，利用电钻带动六角块转动，六角块带动安装筒转动，从而使切削部分转动，然后通过切削部分进行钻孔，从而方便装置的安装。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种矿压预测分析装置的结构示意图；

图2是本发明一种矿压预测分析装置的装置外壳的结构示意图；

图3是本发明一种矿压预测分析装置的剖面结构示意图；

图4是本发明一种矿压预测分析装置的装置外壳的俯视剖面结构示意图；

图5是本发明一种矿压预测分析装置的挡板的俯视结构示意图；

图6是本发明一种矿压预测分析装置的钻头的结构示意图；

图7是本发明一种矿压预测分析装置的传动结构的结构示意图。

图中：1、底板；2、安装螺栓；3、滚珠轴承；4、装置外壳；41、壳体；42、竖向条形孔；5、橡胶套；6、钢环；7、挡板；8、安装结构；81、安装筒；82、卡槽；83、六角槽；9、防护罩；91、环形罩；92、顶罩；93、伸缩杆；94、弹簧；10、受力端头；11、侧向监测结构；111、一号滑杆；112、一号弹片；113、一号滑环；114、二号滑杆；115、二号弹片；116、二号滑环；12、纵向压力传感器；13、弧形片；14、侧向压力传感器；15、通孔；16、打磨齿；17、柄部；18、切削部分；19、挡片；20、卡块；21、传动杆；22、小轴承；23、六角块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本发明一种矿压预测分析装置，包括底板1，底板1顶端的四边角均固定设有安装螺栓2，底板1的底端中部开设有通孔15，底板1顶端的中部固定设有滚珠轴承3，滚珠轴承3的中部设有装置外壳4，装置外壳4包括固定连接与滚珠轴承3中部的壳体41以及四个开设于壳体41圆周侧的竖向条形孔42，壳体41的顶端设有安装结构8，安装结构8包括固定连接与壳体41顶端的安装筒81，安装筒81内部的顶端开设有四个卡槽82，安装筒81的底端中部开设有六角槽83，安装筒81的内部设有纵向压力传感器12，纵向压力传感器12的监测端固定设有受力端头10，受力端头10的顶部设有防护罩9，壳体41的内部设有侧向监测结构11，侧向监测结构11包括四个一号滑杆111，一号滑杆111的边侧固定设有位于竖向条形孔42内部的一号弹片112，一号弹片112的端部固定设有套设有一号滑杆111上的一号滑环113，一号弹片112的底部固定设有侧向压力传感器14，侧向压力传感器14穿过底板1。

其中，侧向监测结构11还包括二号滑杆114，二号滑杆114位于相邻的侧向监测结构11之间，二号滑杆114上套设有二号滑环116，二号滑杆114的边侧设有二号弹片115，二号弹片115的一端与二号滑环116固定连接，二号弹片115的另一端与二号滑杆114固定连接，二号滑杆114与一号滑杆111结构相同，二号滑环116与一号滑环113结构相同，二号弹片115的弹力大于一号弹片112，实现不同的弹片进行更换，扩大监测范围。

其中，防护罩9包括环形罩91，环形罩91的内部固定设有四组等间距的伸缩杆93，伸缩杆93与受力端头10接触，伸缩杆93上套设有弹簧94，环形罩91的顶部固定设有顶罩92，防护罩9消除侧向压力对受力端头10造成的损害，提高测量纵向压力的精度。

其中，安装筒81的圆周侧固定设有挡板7，挡板7的圆周侧设有打磨齿16，避免纵向压力影响到弹片。

其中，安装筒81的圆周侧套设有位于挡板7底部的钢环6，实现将一号弹片112收入装置外壳4中。

其中，钢环6的底端固定设有橡胶套5，橡胶套5的内部固定设有四个与一号弹片112相对设置的弧形片13，利用弧形片13承受压力，然后传递到一号弹片112上，弧形片13的受力面积较大，可以监测的区域就越大，同时对矿压更加灵敏，减小了误差。

其中，打磨齿16竖直方向呈45度倾斜，辅助打孔时装置推进，且打磨齿16的尖端向顺时针或逆时针单方向倾斜，利于清理掉凸起的砂石。

其中，伸缩杆93由内杆以及套设于内杆上的外套筒组成，外套筒与环形罩91的内表面固定连接，内杆的端部与受力端头10的圆周侧接触，弹簧94的一端与内杆端部的圆周侧固定连接，实现伸缩杆93的伸缩。

其中，钢环6与受力端头10的圆周侧均设置有防滑纹，方便移动钢环6与受力端头10。

工作时，首先将纵向压力传感器12从安装筒81中取出，然后在安装筒81中安装钻头，钻头由柄部17、切削部分18、挡片19与四个卡块20组成，挡片19能够防止砂石进入装置，柄部17固定穿插于挡片19的中部，切削部分18固定于柄部17的顶端，四个卡块20固定连接于柄部17的圆周侧，将柄部17插入到安装筒81中，卡块20卡于卡槽82中，然后将传动结构安装到电钻上，传动结构包括传动杆21、固定连接于传动杆21端部的六角块23以及固定套设于传动杆21表面的小轴承22，用电钻的夹具夹住传动杆21，六角块23穿过通孔15后插入到六角槽83中，此时小轴承22正好插入通孔15中，小轴承22可以提供支撑，减小传动杆21折断的概率，利用电钻带动六角块23转动，六角块23带动安装筒81转动，从而使切削部分18转动，然后通过切削部分18进行钻孔，从而方便装置的安装，同时挡板7也会转动，打磨齿16对孔壁进行光滑处理，使孔壁更平整，打孔完毕后，取下钻头和传动结构，将纵向压力传感器12装回去，然后将装置放入到孔中，底板1位于孔口处，然后将底板1通过安装螺栓2固定在井壁，当装置收到纵向压力时，压力推动防护罩9移动，然后推动受力端头10使纵向压力传感器12感应到压力，在装置受到侧向的压力时，环形罩91受力发生位移，环形罩91与弹簧94可发生伸缩，减小防护罩9的位移对影响到受力端头10，防护罩9消除侧向压力对受力端头10造成的损害，提高测量纵向压力的精度，测量横向压力时，一号弹片112收到岩壁挤压产生的形变量来反映矿压的大小，侧向压力传感器14监测一号滑环113在一号滑杆111表面的位移，没有凸起部分，挡板7挡住纵向的压力，使一号弹片112不容易受到其他方向的压力影响，使装置不会因为其他方向的压力导致损坏，钢环6将一号弹片112挤压到装置外壳4内，然后转动安装筒81使装置外壳4通过滚珠轴承3转动，二号弹片115到达竖向条形孔42的位置弹出，从而可以更换不同弹性的弹片，扩大测量的范围。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种矿压预测分析装置，包括底板（1），其特征在于，所述底板（1）顶端的四边角均固定设有安装螺栓（2），所述底板（1）的底端中部开设有通孔（15），所述底板（1）顶端的中部固定设有滚珠轴承（3），所述滚珠轴承（3）的中部设有装置外壳（4），所述装置外壳（4）包括固定连接与滚珠轴承（3）中部的壳体（41）以及四个开设于壳体（41）圆周侧的竖向条形孔（42），所述壳体（41）的顶端设有安装结构（8），所述安装结构（8）包括固定连接与壳体（41）顶端的安装筒（81），所述安装筒（81）内部的顶端开设有四个卡槽（82），所述安装筒（81）的底端中部开设有六角槽（83），所述安装筒（81）的内部设有纵向压力传感器（12），所述纵向压力传感器（12）的监测端固定设有受力端头（10），所述受力端头（10）的顶部设有防护罩（9），所述壳体（41）的内部设有侧向监测结构（11），所述侧向监测结构（11）包括四个一号滑杆（111），所述一号滑杆（111）的边侧固定设有位于竖向条形孔（42）内部的一号弹片（112），所述一号弹片（112）的端部固定设有套设有一号滑杆（111）上的一号滑环（113），所述一号弹片（112）的底部固定设有侧向压力传感器（14），所述侧向压力传感器（14）穿过底板（1）。

2.根据权利要求1所述的一种矿压预测分析装置，其特征在于，所述侧向监测结构（11）还包括二号滑杆（114），所述二号滑杆（114）位于相邻的侧向监测结构（11）之间，所述二号滑杆（114）上套设有二号滑环（116），所述二号滑杆（114）的边侧设有二号弹片（115），所述二号弹片（115）的一端与二号滑环（116）固定连接，所述二号弹片（115）的另一端与二号滑杆（114）固定连接，所述二号滑杆（114）与一号滑杆（111）结构相同，所述二号滑环（116）与一号滑环（113）结构相同，所述二号弹片（115）的弹力大于一号弹片（112） 。

3.根据权利要求1所述的一种矿压预测分析装置，其特征在于，所述所述防护罩（9）包括环形罩（91），所述环形罩（91）的内部固定设有四组等间距的伸缩杆（93），所述伸缩杆（93）与受力端头（10）接触，所述伸缩杆（93）上套设有弹簧（94），所述环形罩（91）的顶部固定设有顶罩（92）。

4.根据权利要求1所述的一种矿压预测分析装置，其特征在于，所述安装筒（81）的圆周侧固定设有挡板（7），所述挡板（7）的圆周侧设有打磨齿（16） 。

5.根据权利要求1所述的一种矿压预测分析装置，其特征在于，所述安装筒（81）的圆周侧套设有位于挡板（7）底部的钢环（6）。

6.根据权利要求5所述的一种矿压预测分析装置，其特征在于，所述钢环（6）的底端固定设有橡胶套（5），所述橡胶套（5）的内部固定设有四个与一号弹片（112）相对设置的弧形片（13）。

7.根据权利要求4所述的一种矿压预测分析装置，其特征在于，所述打磨齿（16）竖直方向呈45度倾斜，且打磨齿（16）的尖端向顺时针或逆时针单方向倾斜。

8.根据权利要求3所述的一种矿压预测分析装置，其特征在于，所述伸缩杆（93）由内杆以及套设于内杆上的外套筒组成，所述外套筒与环形罩（91）的内表面固定连接，所述内杆的端部与受力端头（10）的圆周侧接触，所述弹簧（94）的一端与内杆端部的圆周侧固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种矿压预测分析装置，其特征在于，所述钢环（6）与受力端头（10）的圆周侧均设置有防滑纹。

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