CN216954915U - 有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，涉及采场矿压控制领域，包括多个均布在液压支架顶梁的顶板下沉量检测探针、多个分别对所述探针位移受力检测的弹簧测力计、多个数据传输线缆、一个数据显示屏、多个激光测距仪，所述激光测距仪安装在探针底部，探针与弹簧测力计相连，弹簧测力计和激光测距仪均与数据传输线缆相连，探针与弹簧测力计相连；当顶板下沉未接触探针顶部时，内嵌在探针底部的激光测距仪工作，测定覆岩与液压支架距离，生成顶板漏空形态云图，当顶板下沉触及探针时，探针向下带动弹簧测力计工作，生成液压支架受力云图，通过两种云图，可以实时监测顶板的下沉情况以及液压支架受力情况。

Description

有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置

技术领域

本实用新型涉及采场矿压控制领域，具体的是有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置。

背景技术

煤矿行业最重要的便是安全生产，在复杂多变的地下，顶板安全问题越来越凸显。在综采工作面回采时，对工作面的顶板管理十分重要，如果对工作面顶板管理不善，很容易诱发一些煤矿安全事故。液压支架是进行顶板管理的重要设备之一。

液压支架采煤作业时，处在对上覆岩层形成支撑体系“煤壁-支架-采空区已冒落矸石”之中。煤壁相对来说具有较大的刚性，采空区已冒落矸石则具有较大的可缩性，支架处于这两者中间。因此，支架的性能将直接影响支架受力的大小。液压支架支撑在采场工作面顶底板之间，顶板压力作用在顶梁上，通过顶梁和底座间立柱传给底座。液压支架工作时一般处于一个高压受力状态，然而在日常生产中，其工作阻力并非固定，而是需要根据实际生产进行调整。由于矿山压力规律很难把握，经常出现液压支架阻力设置不合理情况：a)当顶板与液压支架未接触时，产生空顶；b)当顶板与液压支架接触时受力不均匀则会产生压架，造成液压支架损坏，威胁井下作业人员的安全。

现有技术中也出现了一些可以动态检测顶板下沉量的装置，如中国实用新型专利202021890154·X公开了一种可调节支撑点的煤矿用液压支架，该技术方案虽然可为煤矿工程技术人员提供一定的技术依据，但其并不能有效解决上述问题，因此，需要提供一种可以实时监测采场覆岩下沉量及液压支架受力装置，以根据需要通过调整立柱改变液压支架姿态，达到改善采场覆岩与液压支架的相互作用关系的目的。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本实用新型的目的在于提供有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，本实用新型旨在通过对本实用新型的探测装置所生成的顶板漏空形态云图和液压支架受力云图的实时监测，及时调整液压支架姿态，达到改善液压支架与采场覆岩相互作用关系的目的。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，包括多个均布在液压支架顶梁的顶板下沉量检测探针、多个分别对所述探针位移受力检测的弹簧测力计、多个数据传输线缆、一个数据显示屏、多个激光测距仪，所述激光测距仪安装在探针底部，探针与弹簧测力计相连，弹簧测力计与数据传输线缆电性连接，激光测距仪与数据传输线缆电性连接。

进一步地，所述液压支架顶梁设有圆形预留孔，所述探针通过圆形预留孔内穿过。

进一步地，所述激光测距仪通过探针中间自上而下贯穿孔洞发射出激光。

进一步地，所述弹簧测力计弹簧与所述液压支架顶梁固定连接，所述探针与弹簧测力计电性连接。

进一步地，所述弹簧测力计与激光测距仪通过数据传输线缆与数据显示屏电性连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，该装置设置有探针和内嵌在探针底部的激光测距仪，探针与弹簧测力计相连。当顶板下沉未接触探针顶部时，激光测距仪工作，测定覆岩与液压支架距离，生成顶板漏空形态云图，方便作业人员实时观察顶板沉降情况，提前采取措施；当顶板下沉触及探针时，弹簧测力计工作，根据弹簧测力计所测数据生成液压支架受力云图，判断液压支架受力情况，从而根据需要调整液压支架姿态，提高液压支架工作效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的内部主要结构图；

图2为实用新型的工作示意图；

图3为本实用新型的激光测距仪工作原理图；

图4为本实用新型的使用方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，如图1所示，有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置包括多个均布在液压支架顶梁和掩护梁位移检测探针 1、多个分别对所述探针1位移受力检测的弹簧测力计2、多个数据传输线缆3、一个数据显示屏4，多个激光测距仪5；所述探针1内嵌于液压支架顶梁和掩护梁中，所述弹簧测力计和探针 1数量相同，多个所述探针分别与多个弹簧测力计2相连，所述激光测距仪5安装于探针1底部，通过数据传输线缆3与数据显示屏4相连，多个所述弹簧测力计2通过数据传输线缆3与数据显示屏4相连，弹簧测力计2、数据传输线缆3均安装在液压支架顶梁5内部，液压支架顶梁6设有圆形预留孔，所述探针1通过圆形预留孔内穿过，激光测距仪5安装在探针1底部，通过探针5中间自上而下贯穿孔洞发射出激光，弹簧测力计2弹簧与所述液压支架顶梁固定连接，所述探针1与弹簧测力电性连接，弹簧测力计2与激光测距仪5通过数据传输线缆3与数据显示屏4电性连接。

当顶板下沉，未触及探针1时，激光测距仪工作，激光通过探针1中央孔洞发射至顶板表面，测得液压支架顶梁和掩护梁于与下沉顶板之间的距离。激光测距仪具体应用原理如下：

激光发射速度为已知v(光速)，设定每个激光测距仪发射激光的时间,t则激光测距仪所测结果：

其中l为激光测距仪总数量，k为液压支架顶梁上激光测距仪的数量，l-k为液压支架掩护梁上激光测距仪的数量。

当激光测距仪工作时，液压支架顶梁与顶板之间的距离：

液压支架掩护梁与顶板之间的距离

θ为掩护梁轴线与水平方向的夹角。根据矩阵运算结果可以形成顶板漏空形态云图，方便作业人员实时观察顶板沉降情况，提前采取措施。

当顶板下沉至与探针1顶部贴合时，随着顶板继续下沉，探针产生位移带动弹簧测力计 2工作(胡克定律F＝-kΔx)。探针具体应用原理如下：

所使用的弹簧测力计的劲度系数为k,顶板下沉触及探针时引起探针发生向下的位移Δx_i，则弹簧测力计所测结果：

所测数据均转化为电信号通过传输线缆3传输到数据显示屏上4，生成顶板漏空形态云图和液压支架受力云图，可作为依据，判断是否需要调整液压支架姿态，提高液压支架与采场覆岩之间的相互作用关系，提高工作效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (5)

1.有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，包括多个均布在液压支架顶梁(6)和掩护梁(7)的顶板下沉量检测探针(1)、多个分别对所述探针(1)位移受力检测的弹簧测力计(2)、多个数据传输线缆(3)、一个数据显示屏(4)、多个激光测距仪(5)，其特征在于，所述激光测距仪(5)安装在探针(1)底部，探针(1)与弹簧测力计(2)相连，弹簧测力计(2)与数据传输线缆(3)相连，激光测距仪(5)与数据传输线缆(3)相连。

2.根据权利要求1所述的有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，其特征在于，所述液压支架顶梁(6)和掩护梁(7)设有圆形预留孔，所述探针(1)从圆形预留孔内穿过。

3.根据权利要求2所述的有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，其特征在于，所述激光测距仪(5)通过探针(1)中间自上而下贯穿孔洞发射激光。

4.根据权利要求3所述的有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，其特征在于，所述弹簧测力计(2)安装在液压支架顶梁(6)和掩护梁(7)下表面，所述探针(1)与弹簧测力计(2)电性连接。

5.根据权利要求4所述的有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，其特征在于，所述弹簧测力计(2)与激光测距仪(5)通过数据传输线缆(3)与数据显示屏(4)电性连接。

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