CN207423101U - 一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，包括电阻机构和测量模块，所述电阻机构包括顶托、底盘和下套杆，以及上套杆、绝缘弹簧和设置在绝缘弹簧内的电阻丝，所述电阻丝上设置有灵敏触环，所述灵敏触环将电阻丝分割为上电阻和下电阻，所述测量模块包括微控制器，所述微控制器的输入端接有参数输入模块和用于检测上电阻所在回路的电流的电流传感器，所述微控制器的输出端接有显示模块。本实用新型结构简单，设计合理，不仅测量方便、准确，而且有效保障矿井安全生产作业条件及人员安全，适用于矿山井下各类巷道的巷道顶底板位移测量。实用性强。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿巷道顶底板位移测量技术领域，具体涉及一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置。
背景技术
煤矿井下巷道围岩顶底板受矿压、开采扰动影响，煤矿巷道顶底板产生一定的变形位移，如果煤矿巷道顶底板位移较大，则严重影响着煤矿井下作业安全开展，尤其在采煤工作面向前推进的过程中，巷道围岩顶底板在工作面超前支撑压力的影响下会发生变形和位移，并且支撑压力和巷道围岩的变形会随着工作面的推进不断地移动和变化，巷道围岩变形控制对矿井安全生产具有重要意义，因此对煤矿巷道顶底板位移测量具有重要意义。
目前，国内外矿井巷道顶底板位移测量上，多采用人工测量，每隔一段时间用传统测量方式(诸如人工拉尺子、锚网上系绳、巷道顶底板收敛计、多点位移计等)对巷道顶底板位移进行测量，测量装置落后，效率较低，不具有普遍使用的原则，且由于巷道内环境复杂，底板常覆有不稳定的浮煤，不同测量人员将尺子抵紧顶板的程度不同，使得测量结果具有可变性，存在测量误差，精度低，不能及时掌握巷道变形趋势等缺点。与此同时，现有的精确监控测量围岩变形仪器存在价格昂贵，监测不全面等问题。因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理、安装布设方便的基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，不仅测量方便、准确，而且有效保障矿井安全生产作业条件及人员安全，适用于矿山井下各类巷道的巷道顶底板位移测量。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其结构简单，设计合理，不仅测量方便、准确，而且有效保障矿井安全生产作业条件及人员安全，适用于矿山井下各类巷道的巷道顶底板位移测量，实用性强。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其特征在于：包括设置在巷道顶板与巷道底板之间的电阻机构和与所述电阻机构连接的测量模块，所述电阻机构包括与所述巷道顶板可拆卸连接的顶托、与所述巷道底板可拆卸连接的底盘和与底盘可拆卸连接的下套杆，以及与顶托可拆卸连接且沿下套杆外侧壁竖直上下移动的上套杆、设置在上套杆与下套杆内的绝缘弹簧和设置在绝缘弹簧内的电阻丝，所述下套杆的顶端伸入上套杆内，所述电阻丝的一端与上套杆内固定连接，所述电阻丝的另一端延伸至下套杆内底部的电阻丝收缩盒中，所述电阻丝上设置有灵敏触环，所述灵敏触环将电阻丝分割为上电阻和下电阻，所述灵敏触环的两端与下套杆内壁固定连接，所述绝缘弹簧的一端抵于上套杆内，所述绝缘弹簧的另一端抵于灵敏触环；所述测量模块包括微控制器，所述微控制器的输入端接有参数输入模块和用于检测上电阻所在回路的电流的电流传感器，所述微控制器的输出端接有显示模块。
上述的一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其特征在于：所述电阻机构还包括限流电阻和蓄电池，所述上电阻的一端与所述限流电阻的一端连接，所述蓄电池的两端分别与上电阻的另一端与所述限流电阻的另一端连接，所述电流传感器串接在所述上电阻、限流电阻和蓄电池的回路中。
上述的一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其特征在于：所述上套杆内设置有滑移槽。
上述的一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其特征在于：所述下套杆外壁顶部设置有与滑移槽配合的凸块。
上述的一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其特征在于：所述上套杆的下端设置有第一螺纹孔，所述下套杆的下端设置有与第一螺纹孔配合的第二螺纹孔。
上述的一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其特征在于：所述微控制器为单片机。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型结构简单，设计新颖合理，实现方便。
2、本实用新型通过设置电阻机构，且电阻机构设置在巷道顶底板之间，当巷道顶板与巷道底板间发生位移时，电阻机构输出的电流发生改变，再通过测量模块对电阻机构输出的电流进行处理，从而得到巷道顶板与巷道底板间发生的位移量，测量准确。
3、本实用新型通过设置顶托与巷道顶板以及底盘与巷道底板均与可拆卸连接，通过移动电阻机构至巷道顶板和巷道底板上已布设好的检测点，实现整个巷道顶底板位移的测量，且方便安装布设，省时省力。
4、本实用新型通过设置上套杆和下套杆便于电阻丝的安装，且通过设置绝缘弹簧，当巷道顶板与巷道底板间发生位移时，使上套杆相对下套杆向下移动，在上套杆向下移动的过程中，带动电阻丝的上端向下移动；且通过电阻丝收缩盒对电阻丝的下端进行收缩，以保证电阻丝在上套杆和下套杆内实时处于拉直状态，保证接入电路的电阻丝准确。
5、本实用新型通过设置灵敏触环，将电阻丝分割为上电阻和下电阻，灵敏触环的位置固定，所以在电阻丝的上端向下移动时，实现上电阻长度的改变，且方便将上电阻接入电路中。
6、本实用新型通过设置电流传感器，能对上电阻所在回路的电流进行检测，且通过微控制器对所检测到的电流进行处理，获取巷道底板与巷道顶板之间的间距，再通过微控制器将所得巷道底板与巷道顶板之间的间距与原始间距进行比较，从而获取巷道顶底板位移。
综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，不仅测量方便、准确，而且有效保障矿井安全生产作业条件及人员安全，适用于矿山井下各类巷道的巷道顶底板位移测量，实用性强。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型电阻机构的结构示意图。
图2为本实用新型上电阻、限流电阻、电流传感器和蓄电池的电路原理图。
图3为本实用新型中测量模块的电路原理图。
附图标记说明:
1—顶托； 2—上套杆； 3—滑移槽；
4—绝缘弹簧； 5—灵敏触环； 6—电阻丝；
7—电阻丝收缩盒； 8—限流电阻； 9—微控制器；
10—参数输入模块； 11—显示模块； 12—蓄电池；
13—底盘； 14—凸块； 15—螺纹部；
16—第二螺纹孔； 17—第一螺纹孔； 18—电流传感器；
19—上电阻； 20—下套杆。
具体实施方式
如图1和图3所示，本实用新型包括设置在巷道顶板与巷道底板之间的电阻机构和与所述电阻机构连接的测量模块，所述电阻机构包括与所述巷道顶板可拆卸连接的顶托1、与所述巷道底板可拆卸连接的底盘13和与底盘13可拆卸连接的下套杆20，以及与顶托1可拆卸连接且沿下套杆20外侧壁竖直上下移动的上套杆2、设置在上套杆2与下套杆20内的绝缘弹簧4和设置在绝缘弹簧4内的电阻丝6，所述下套杆20的顶端伸入上套杆2内，所述电阻丝6的一端与上套杆2内固定连接，所述电阻丝6的另一端延伸至下套杆20内底部的电阻丝收缩盒7中，所述电阻丝6上设置有灵敏触环5，所述灵敏触环5将电阻丝6分割为上电阻19和下电阻，所述灵敏触环5的两端与下套杆20内壁固定连接，所述绝缘弹簧4的一端抵于上套杆2内，所述绝缘弹簧4的另一端抵于灵敏触环5；所述测量模块包括微控制器9，所述微控制器9的输入端接有参数输入模块10和用于检测上电阻19所在回路的电流的电流传感器18，所述微控制器9的输出端接有显示模块11。
本实施例中，所述上套杆2的上端和下套杆20的下端均设置有螺纹部15，从而实现上套杆2与顶托1以及下套杆20与底盘13可拆卸连接。
本实施例中，设置所述电阻机构，且所述电阻机构设置在巷道顶板和巷道底板之间，当巷道顶板与巷道底板间发生位移时，所述电阻机构输出的电流发生改变，再通过所述测量模块对所述电阻机构输出的电流改变量进行处理，从而得到巷道顶板与巷道底板间发生的位移量，测量准确。
本实施例中，通过设置顶托1与所述巷道顶板以及底盘13与所述巷道底板均与可拆卸连接，通过移动所述电阻机构至巷道顶底板上已布设好的检测点，实现整个巷道顶底板位移的测量，且方便安装布设，省时省力。
本实施例中，通过设置上套杆2和下套杆20便于电阻丝6的安装，且通过设置绝缘弹簧4，当巷道顶板与巷道底板间发生位移时，使上套杆2相对下套杆20向下移动，在上套杆2向下移动的过程中，带动电阻丝6的上端向下移动；且通过电阻丝收缩盒7对电阻丝6的下端进行收缩，以保证电阻丝6在上套杆2和下套杆20内实时处于拉直状态，保证接入电路的电阻丝6准确。
本实施例中，上电阻19为电阻R1。
本实施例中，通过设置灵敏触环5，将电阻丝6分割为上电阻R1和下电阻，灵敏触环5的位置固定，所以在电阻丝6的上端向下移动时，实现上电阻R1长度的改变，而所述灵敏触环5到底盘13距离不变，且方便将上电阻R1准确接入电路中，实现电阻机构中电流的改变。
如图2所示，本实施例中，所述电阻机构还包括限流电阻8和蓄电池12，所述上电阻19的一端与所述限流电阻8的一端连接，所述蓄电池12的两端分别与上电阻19的另一端与所述限流电阻8的另一端连接，所述电流传感器18串接在所述上电阻19、限流电阻8和蓄电池12的回路中。
本实施例中，通过设置电流传感器18，能对上电阻R1所在回路的电流进行检测，且通过微控制器9对所检测到的电流进行处理，获取巷道底板与巷道顶板之间的间距，再通过微控制器9将所得巷道底板与巷道顶板之间的间距与原始间距进行比较，从而获取巷道顶底板位移。
本实施例中，所述限流电阻8为电阻R2，通过设置电阻R2，对上电阻R1所在回路中的电流进行限流，保护回路的安全。
本实施例中，所述上套杆2内设置有滑移槽3。
本实施例中，所述下套杆20外壁顶部设置有与滑移槽3配合的凸块14。
本实施例中，通过设置凸块14对上套杆2的滑移位置进行限定，保证上套杆2沿下套杆20外侧壁竖直上下移动，从而保证电阻丝6能实时处于拉直状态。
本实施例中，所述上套杆2的下端设置有第一螺纹孔17，所述下套杆20的下端设置有与第一螺纹孔17配合的第二螺纹孔16。
本实施例中，所述微控制器9为单片机，进行数据处理。
本实用新型使用时，首先将上套杆2的上端安装在顶托1上，将下套杆20的下端安装在底盘13上；然后，将顶托1和底盘13分别安装在巷道顶板中已布设的检测点，使顶托1与所述巷道顶板以及底盘13与所述巷道底板连接；再通过参数输入模块10预先输入巷道顶底板之间的原始距离、灵敏触环5到底盘13距离、顶托1的厚度和底盘13的厚度等参数，电流传感器18对上电阻R1所在回路的电流进行检测，并将检测到的电流值发送至微控制器9，微控制器9将接收到的电流值进行处理，从而得到上电阻R1的长度；因为所述灵敏触环5到底盘13距离、顶托1的厚度和底盘13的厚度已知，微控制器9根据所述上电阻R1的长度、灵敏触环5到底盘13距离和顶托1的厚度和底盘13的厚度，获取巷道顶底板之间的实际距离，微控制器9再根据获取的巷道顶底板之间的实际距离与巷道顶底板之间的原始距离，获取巷道顶底板位移量，并通过显示模块11进行显示，方便工作人员实时查看，工作人员根据巷道顶底板位移能提前采取措施，避免巷道顶底板距离改变对矿井安全生产造成影响。当前巷道顶底板检测点检测完后，并将电阻机构移动至下一个巷道顶底板检测点进行测量，依次进行直至完成整个巷道的测量。整个巷道测量完成后，拆卸顶托1和底盘13，并将下套杆20移动至上套杆2内，直至下套杆20上的第二螺纹孔16与上套杆2上的第一螺纹孔17重合，并通过螺钉穿入第一螺纹孔17和第二螺纹孔16中，将下套杆20和上套杆2紧固，方便保存。该巷道顶底板测量装置结构简单，设计合理，不仅测量方便、准确，而且有效保障矿井安全生产作业条件及人员安全，适用于矿山井下各类巷道的巷道顶底板位移测量，实用性强。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其特征在于：包括设置在巷道顶板与巷道底板之间的电阻机构和与所述电阻机构连接的测量模块，所述电阻机构包括与所述巷道顶板可拆卸连接的顶托(1)、与所述巷道底板可拆卸连接的底盘(13)和与底盘(13)可拆卸连接的下套杆(20)，以及与顶托(1)可拆卸连接且沿下套杆(20)外侧壁竖直上下移动的上套杆(2)、设置在上套杆(2)与下套杆(20)内的绝缘弹簧(4)和设置在绝缘弹簧(4)内的电阻丝(6)，所述下套杆(20)的顶端伸入上套杆(2)内，所述电阻丝(6)的一端与上套杆(2)内固定连接，所述电阻丝(6)的另一端延伸至下套杆(20)内底部的电阻丝收缩盒(7)中，所述电阻丝(6)上设置有灵敏触环(5)，所述灵敏触环(5)将电阻丝(6)分割为上电阻(19)和下电阻，所述灵敏触环(5)的两端与下套杆(20)内壁固定连接，所述绝缘弹簧(4)的一端抵于上套杆(2)内，所述绝缘弹簧(4)的另一端抵于灵敏触环(5)；所述测量模块包括微控制器(9)，所述微控制器(9)的输入端接有参数输入模块(10)和用于检测上电阻(19)所在回路的电流的电流传感器(18)，所述微控制器(9)的输出端接有显示模块(11)。
2.按照权利要求1所述的一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其特征在于：所述电阻机构还包括限流电阻(8)和蓄电池(12)，所述上电阻(19)的一端与所述限流电阻(8)的一端连接，所述蓄电池(12)的两端分别与上电阻(19)的另一端与所述限流电阻(8)的另一端连接，所述电流传感器(18)串接在所述上电阻(19)、限流电阻(8)和蓄电池(12)的回路中。
3.按照权利要求1或2所述的一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其特征在于：所述上套杆(2)内设置有滑移槽(3)。
4.按照权利要求3所述的一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其特征在于：所述下套杆(20)外壁顶部设置有与滑移槽(3)配合的凸块(14)。
5.按照权利要求1或2所述的一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其特征在于：所述上套杆(2)的下端设置有第一螺纹孔(17)，所述下套杆(20)的下端设置有与第一螺纹孔(17)配合的第二螺纹孔(16)。
6.按照权利要求1或2所述的一种基于电阻的煤矿巷道顶底板位移测量装置，其特征在于：所述微控制器(9)为单片机。
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