一种用于监测煤矿巷道顶板偏移的测量装置

技术领域

本发明涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种用于监测煤矿巷道顶板偏移的测量装置。

背景技术

煤矿巷道开采时，需要做内部支撑，其中顶部支撑尤为重要，其顶面通常采用顶板进行加固，避免煤矿巷道产生矿石掉落或产生巷道塌陷，巷道顶板在支撑时随着巷道内的岩石挤压可能会发生偏移下沉，需要对其进行监测，避免偏移量过大造成重大安全事故。

目前的巷道顶板支撑偏移量主要依靠人工定期测量记录，人工测量可能会造成遗漏，并且工作量较大，还存在一定误差，目前还有通过设置标尺人工观察的，但是巷道内煤灰较多，很快就会粘附在标尺表面，无法观看。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种用于监测煤矿巷道顶板偏移的测量装置，以解决现有巷道顶板支撑人工逐个测量，存在遗漏，工作量大的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种用于监测煤矿巷道顶板偏移的测量装置。

一种用于监测煤矿巷道顶板偏移的测量装置，包括顶板、巷道，所述顶板支撑于巷道顶壁，所述顶板两侧均设有辅液压支撑杆，所述顶板底部中间位置处设有主液压支撑杆，主液压支撑杆两侧均连接有测量柱，所述测量柱外壁设有刻度线，所述测量柱一端均套设有安装块，安装块远离测量柱一端均开有空腔，空腔内转动设有收卷盘，收卷盘上绕卷后绳索，安装块上开有圆孔，且绳索一端穿过圆孔并固定有安装套，所述安装块一侧安装有伸缩杆，伸缩杆为两端开口内部中空，绳索贯穿伸缩杆，且安装套活动插设于伸缩杆上端，所述安装块一端均固定有端板，端板一侧均转动设有标示杆，所述收卷盘与标示杆连接，收卷盘收放卷时带动标示杆旋转，所述巷道顶壁开有多个预设孔，所述伸缩杆上端以及安装套均插设于预设孔内，所述伸缩杆上端、安装套均与预设孔之间设有锁紧机构。

进一步的，所述顶板分为弧形部、水平部，所述弧形部两端与水平部两端焊接，所述弧形部、水平部之间焊接有多个加强筋，所述水平部中间位置处开有通口，所述主液压支撑杆贯穿通口，所述辅液压支撑杆上端支撑于水平部，所述主液压支撑杆上端支撑于弧形部。

进一步的，所述安装块一端均开有圆槽，两个测量柱一端分别滑动设于两个圆槽内，所述圆槽一端内壁均安装有轻触开关，所述安装块一侧外壁均安装有报警灯，两个轻触开关分别控制两个报警灯启闭。

进一步的，所述收卷盘一侧连接有主动齿轮，所述空腔内一侧转动设有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，所述从动齿轮与标示杆通过连接轴连接。

进一步的，所述空腔一侧内壁固定有固定盘，固定盘内安装有卷簧，所述收卷盘一侧同轴固定有销轴，销轴另一端转动设于固定盘内，所述卷簧两端分别固定于固定盘、销轴。

进一步的，所述伸缩杆分为固定部、活动部，所述固定部固定于安装块上，所述活动部滑动套设于固定部上端，所述安装套插设于活动部上端。

进一步的，所述锁紧机构包括多个卡块，多个卡块均转动设于安装套一圈外壁，所述活动部上套设有第一套管、第二套管，所述第二套管与第一套管转动连接，所述第二套管与活动部外壁螺纹连接，所述第一套管与活动部活动连接，所述活动部沿其上部一圈铰接有多个第二连杆，第二连杆另一端均铰接有第一连杆，所述第一连杆另一端分别铰接于第一套管上端。

进一步的，所述安装套外壁一圈开有多个缺口，多个卡块分别转动连接于多个缺口内，所述缺口内壁均固定有弹簧，弹簧另一端均连接于卡块。

进一步的，所述卡块一端均固定有多个卡钉。

进一步的，所述主液压支撑杆两侧均设有螺纹槽，两个测量柱分别螺纹连接于主液压支撑杆两侧。

本发明的有益效果：

本发明，通过在主液压支撑杆两端固定的测量柱、配合两个安装块、伸缩杆，安装时，将伸缩杆上端插设并固定于预设孔内，两个测量柱分别活动插设于两个安装块一端的圆槽内，并将两个测量柱对称设置，当顶板有横向偏移时，可以通过观测测量柱上的刻度线进行观测偏移量，当偏移量超过安全距离时，测量柱一端接触轻触开关，触发报警灯报警，提醒操作人员处理即可，通过设置的收卷盘、绳索，当顶板存在垂直方向的偏移时，说明巷道顶部岩石下沉，顶板下移挤压主、辅液压支撑杆伸缩端下移，此时位于预设孔内的活动部、安装套同步下移此时收卷盘在卷簧作用下相对收卷绳索，使得收卷盘旋转，带动标示杆偏转（标示杆初始状态处于垂直状态，可以通过将活动部、安装套插入预设孔的距离控制标示杆的初始位置），我们可以直接观察标示杆偏移角度即可得出顶板下压距离是否处于安全范围内，在巷道内设置若干顶板时，可以通过若干标示杆直观的观察到若干顶板的下沉量，本装置，无需人工逐个使用工具测量，观察方便直观，预防安全事故发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的立体示意图；

图2为本发明实施例的支护于巷道后平面示意图；

图3为本发明实施例的测量机构示意图；

图4为本发明实施例的安装块立体剖视示意图；

图5为本发明实施例的安装套立体示意图；

图6为本发明实施例的固定盘平面示意图。

图中标记为：

1、顶板；2、巷道；3、主液压支撑杆；4、辅液压支撑杆；5、安装块；6、伸缩杆；61、固定部；62、活动部；7、安装套；8、标示杆；11、第一套管；12、第二套管；13、第一连杆；14、端板；15、报警灯；16、测量柱；17、收卷盘；18、空腔；19、绳索；20、主动齿轮；21、从动齿轮；22、圆槽；23、轻触开关；24、固定盘；25、卷簧；26、销轴；27、弹簧；28、缺口；29、卡块；30、卡钉；31、第二连杆；32、预设孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

请参阅附图1-附图6，一种用于监测煤矿巷道顶板偏移的测量装置，包括顶板1、巷道2，顶板1支撑于巷道2顶壁，顶板1两侧均设有辅液压支撑杆4，顶板1底部中间位置处设有主液压支撑杆3，主液压支撑杆3两侧均连接有测量柱16，主液压支撑杆3两侧均设有螺纹槽，两个测量柱16分别螺纹连接于主液压支撑杆3两侧，测量柱16外壁设有刻度线，测量柱16一端均套设有安装块5，安装块5远离测量柱16一端均开有空腔18，空腔18内转动设有收卷盘17，收卷盘17上绕卷后绳索19，安装块5上开有圆孔，且绳索19一端穿过圆孔并固定有安装套7，安装块5一侧安装有伸缩杆6，伸缩杆6为两端开口内部中空，绳索19贯穿伸缩杆6，且安装套7活动插设于伸缩杆6上端，安装块5一端均固定有端板14，端板14一侧均转动设有标示杆8，收卷盘17与标示杆8连接，收卷盘17收放卷时带动标示杆8旋转，巷道2顶壁开有多个预设孔32，伸缩杆6上端以及安装套7均插设于预设孔32内，伸缩杆6上端、安装套7均与预设孔32之间设有锁紧机构，无需人工逐个使用工具测量，观察方便直观。

顶板1分为弧形部、水平部，弧形部两端与水平部两端焊接，弧形部、水平部之间焊接有多个加强筋，水平部中间位置处开有通口，主液压支撑杆3贯穿通口，辅液压支撑杆4上端支撑于水平部，主液压支撑杆3上端支撑于弧形部。

安装块5一端均开有圆槽22，两个测量柱16一端分别滑动设于两个圆槽22内，圆槽22一端内壁均安装有轻触开关23，安装块5一侧外壁均安装有报警灯15，两个轻触开关23分别控制两个报警灯15启闭，当顶板1横向偏移量超过安全距离时，测量柱16一端接触轻触开关23，触发报警灯15报警，提醒操作人员处理。

收卷盘17一侧连接有主动齿轮20，空腔18内一侧转动设有从动齿轮21，主动齿轮20与从动齿轮21啮合，从动齿轮21与标示杆8通过连接轴连接，主动齿轮20直径大于从动齿轮21，实现变速效果，使得顶板1微量下移时放大标示杆8的偏转角度，便于观察。

空腔18一侧内壁固定有固定盘24，固定盘24内安装有卷簧25，收卷盘17一侧同轴固定有销轴26，销轴26另一端转动设于固定盘24内，卷簧25两端分别固定于固定盘24、销轴26。

伸缩杆6分为固定部61、活动部62，固定部61固定于安装块5上，活动部62滑动套设于固定部61上端，安装套7插设于活动部62上端，使得我们插进活动部62时即可带着安装套7一起进入预设孔32内，伸缩杆6的设置避免两个安装块5仅依靠绳索19拉紧横向晃动，并且不影响安装块5与巷道2顶壁之间的距离变化。

锁紧机构包括多个卡块29，卡块29一端均固定有多个卡钉30，安装套7外壁一圈开有多个缺口28，多个卡块29分别转动连接于多个缺口28内，缺口28内壁均固定有弹簧27，弹簧27另一端均连接于卡块29，安装套7插进预设孔32时一圈受弹簧27挤压的卡块29配合卡钉30卡紧在预设孔32内定位，活动部62上套设有第一套管11、第二套管12，第二套管12与第一套管11转动连接，第二套管12与活动部62外壁螺纹连接，第一套管11与活动部62活动连接，活动部62沿其上部一圈铰接有多个第二连杆31，第二连杆31另一端均铰接有第一连杆13，第一连杆13另一端分别铰接于第一套管11上端，旋转第二套管12，由于第二套管12与活动部62螺纹连接，使得第二套管12上移，带动第一套管11上移，将多个第一连杆13、第二连杆31展开抵紧于预设孔32内壁定位。

工作原理：安装时，先将顶板1支撑于巷道2顶壁，再将主液压支撑杆3、辅液压支撑杆4支撑于顶板1，将两个测量柱16固定于主液压支撑杆3两侧，进而将安装块5通过圆槽22套设于测量柱16一端，并将两个测量柱16对称设置，将伸缩杆6上端的活动部62插设于预设孔32内，此时安装套7随活动部62一起插进预设孔32内，安装套7插进时拉动绳索19移动，使得收卷盘17放卷，收卷盘17旋转通过主动齿轮20、从动齿轮21带动标示杆8旋转，通过控制安装套7插入预设孔32的距离控制标示杆8的初始位置，初始位置保持垂直即可，安装套7一圈受弹簧27挤压的卡块29配合卡钉30卡紧在预设孔32内定位，进而旋转第二套管12，由于第二套管12与活动部62螺纹连接，使得第二套管12上移，带动第一套管11上移，将多个第一连杆13、第二连杆31展开抵紧于预设孔32内壁定位，当顶板1有横向偏移时，可以通过观测测量柱16上的刻度线进行观测偏移量，当偏移量超过安全距离时，测量柱16一端接触轻触开关23，触发报警灯15报警，提醒操作人员处理，当顶板1存在垂直方向的偏移时，说明巷道顶部岩石下沉，顶板1下移挤压主液压支撑杆3、辅液压支撑杆4伸缩端下移，此时位于预设孔32内的活动部62、安装套7随岩石下沉同步下移，此时收卷盘17在卷簧25作用下相对收卷绳索19，收卷盘17旋转，带动标示杆8偏转，我们可以直接观察标示杆8相对于垂直状态的偏移角度即可得出顶板1下压距离是否处于安全范围内，观察巷道2内若干顶板1时，可以通过若干标示杆8观察若干顶板1的下沉量。

本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。