一种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及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及采场矿压控制领域，尤其涉及一种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及方法。本发明专利技术设计的探测装置设计有探针和激光测距仪可以测量该装置液压支架和顶板的距离，当顶板下降，探针受力时，可以通过弹簧测力计测量探针所受到的压力，并通过矩阵计算生成顶板漏空形态云图和液压支架受力云图两种云图，便于工作人员及时调整液压支架姿态，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。提高工作效率。提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种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及方法


[0001]本专利技术涉及采场矿压控制领域，尤其涉及一种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及方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。因此，迫切需要一种可以实时监测采场顶板下沉量及液压支架顶梁受力情况的装置，为改善采场覆岩与液压支架相互作用关系提供依据。

技术实现思路

[0004]针对上述技术背景提到的不足，本专利技术的目的在于提供一种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及方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种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及方法，包括探针、弹簧测力计、数据传输线缆、数据显示屏、激光测距仪、液压支架顶梁和掩护梁，所述探测装置包括液压支架顶梁，液压支架顶梁的右侧设置有掩护梁，液压支架顶梁和掩护梁可以安装在液压底座上，液压支架顶梁和掩护梁的上开有均匀分布的预留孔，探针从圆形的预留孔内穿过，探针靠近下表面的位置设置有弹簧测力计，液压支架顶梁下方设置有数据显示屏，探针的底部安装有激光测距仪。
[0007]进一步的，所述多数据传输线缆分别和探针、弹簧测力计电性连接，数据显示屏和多数据传输线缆电性连接。
[0008]进一步的，所述激光测距仪通过探针中心的圆孔发射激光。
[0009]进一步的，所述激光测距仪具体应用原理如下：
[0010]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
[0011][0012]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，
[0013]当激光测距仪工作时，液压支架顶梁与顶板之间的距离
[0014][0015]液压支架掩护梁与顶板之间的距离
[0016][0017]θ为掩护梁轴线与水平方向的夹角，
[0018]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。
[0019]进一步的，所述探针顶部与顶板贴合时，随着顶板继续下沉，探针产生位移带动弹簧测力计工作，探针具体应用原理如下：
[0020]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
[0021][0022]再根据矩阵运算结果可以生成液压支架受力云图。
[0023]进一步的，所述方法如下：
[0024]S1、将该装置设置在工作位置；
[0025]S2、激光测距仪测量顶板和液压支架顶梁、掩护梁的距离，通过矩阵运算生成顶板漏空云图；
[0026]S3、当顶板和探针接触并继续下压时，弹簧测力计测量顶板对液压支架的压力，通过矩阵运算生成液压支架受力云图；
[0027]S4、工作人员通过顶板漏空云图和液压支架受力云图监测顶板下移情况，并及时调整液压支架姿态。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029]本专利技术设计的探测装置设计有探针和激光测距仪可以测量该装置液压支架和顶板的距离并通过矩阵计算生成顶板漏空形态云图，当顶板下降，探针受力时，可以通过弹簧测力计测量探针所受到的压力，并通过矩阵计算生成液压支架受力云图，便于工作人员及时调整液压支架姿态，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。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例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，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；
[0031]图1为本专利技术提供的一种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内部主要结构图；
[0032]图2为本专利技术的工作示意图；
[0033]图3为本专利技术的激光测距仪工作原理图；
[0034]图4为本专利技术的使用方法流程图；
[0035]图5为液压支架受力云图。
[0036]图中标号说明：
[0037]1、探针；2、弹簧测力计；3、多数据传输线缆；4、数据显示屏；5、激光测距仪；6、液压支架顶梁；7、掩护梁。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]一种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及方法，包括探针1、弹簧测力计2、多数据传输线缆3、数据显示屏4、激光测距仪5、液压支架顶梁6和掩护梁7。如图1
‑
5所示，本专利技术设计的探测装置包括液压支架顶梁6，液压支架顶梁6的右侧设置有掩护梁7，液压支架顶梁6和掩护梁7可以安装在液压底座上。液压支架顶梁6和掩护梁7的上开有均匀分布的预留孔，探针1从圆形的预留孔内穿过，探针1靠近下表面的位置设置有弹簧测力计2，弹簧测力计2可测量探针1所受的压力大小，多数据传输线缆3分别和探针1、弹簧测力计2电性连接。液压支架顶梁6下方设置有数据显示屏4，数据显示屏4和多数据传输线缆3电性连接。
[0040]探针1的底部安装有激光测距仪5，激光测距仪5通过探针中心的圆孔发射激光。当顶板下沉，未触及探针1时，激光测距仪5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6和掩护梁7与下沉顶板之间的距离。
[0041]激光测距仪5具体应用原理如下(如图3)：
[0042]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
[0043][0044]其中l为激光测距仪总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种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，包括探针(1)、弹簧测力计(2)、数据传输线缆(3)、数据显示屏(4)、激光测距仪(5)、液压支架顶梁(6)和掩护梁(7)，其特征在于，所述探测装置包括液压支架顶梁(6)，液压支架顶梁(6)的右侧设置有掩护梁(7)，液压支架顶梁(6)和掩护梁(7)可以安装在液压底座上，液压支架顶梁(6)和掩护梁(7)的上开有均匀分布的预留孔，探针(1)从圆形的预留孔内穿过，探针(1)靠近下表面的位置设置有弹簧测力计(2)，液压支架顶梁(6)下方设置有数据显示屏(4)，探针(1)的底部安装有激光测距仪(5)。2.根据权利要求1所述的一种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，所述数据传输线缆(3)分别和探针(1)、弹簧测力计(2)电性连接，数据显示屏(4)和数据传输线缆(3)电性连接。3.根据权利要求1所述的一种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)通过探针中心的圆孔发射激光。4.根据权利要求1所述的一种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)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
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k为液压支架掩护梁上激光测距仪的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建，庞迪，张若飞，王薇，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：