一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及检测装置技术领域，涉及一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置及控制方法。七个框架气缸伸展，七个框架位置开关发出已伸展到位的信号；五个摆动气缸分别驱动五个检测组件摆动至第一位置，五个摆动位置开关发出电信号；五个双头气缸驱动其空心双头活塞和检测杆朝巷道毛面平移，检测触头抵触在巷道毛面上受到阻力停止移动，而空心双头活塞克服弹簧的弹性力继续平移，五个检测位置开关全都发出电信号；五个角度传感器采集数据。本发明专利技术一次安装就能多点检测，能快速进入检测状态，尽快检测出要来临的冒顶垮塌事故，减缓或者避免事故带来的危害；即使顶板大面积下沉，也会准确地检测出下沉的数值，避免低估风险的情况发生。发生。发生。

【技术实现步骤摘要】
一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及检测装置
，涉及一种巷道顶板检测技术，具体涉及一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置及控制方法。

技术介绍

[0002]在煤矿井下巷道迎头掘进作业中，先使用掘进机向前掘进十米左右的距离，产生的矿渣需要先运离，否则其占据了巷道内大量空间会影响支护锚喷；把矿渣装入一列矿车，使用列车运走，如果一次运不完，则需要多次运送，把迎头矿渣清理干净后，再对该区域的顶板进行支护锚喷；掘进和运渣过程中，待支护区顶板没来得及采取任何支护措施，该期间可能会是三四个小时或者七八个小时，甚至更长时间；如果巷道迎头距离矿渣堆放区域距离较远，则运输一次花费的就会较长；大多数煤矿企业还要使矿渣提升到井上，立井提升耗费的时间比较长，立井罐笼一次装载两列矿车，一列矿车需要多次重复提升才能提升完成；空的一列矿车下降至井下同样也花费很长时间；少数煤矿企业矿渣不提升到井上，而是运输到采空区进行充填，花费的时间相对较短一些。
[0003]掘进要多去除一些矿渣，产生一个比巷道喷锚面的横截面形状稍大一些的拱形的巷道毛面；巷道毛面比较粗糙，借助于激光示廓仪，挖掘出的巷道毛面相比理想的巷道喷锚面的表面要多去除三至五厘米岩石，后期在巷道毛面上打上锚杆，然后使用喷浆机喷混凝土浆料，混凝土浆料凝固后形成规则的、强度比较大的拱形的巷道喷锚面，轻易不会发生冒顶事故发生。
[0004]所述的拱形，由上部的半圆弧形边、左右两侧的竖直边组成。
[0005]然而，在巷道迎头顶板在支护前的危险性是比较大的，该区域垮塌冒顶造成事故占所有巷道事故的百分之三十以上。冒顶事故可能会造成人员伤亡，掘进机、列车或者其它设备被掩埋，救助人员、清理垮塌的矿渣需要耗费多余的成本和工时，冒顶造成深处的岩层结构松动，给后期支护造成很大的困难，所以快速检测迎头待支护区顶板变形量、提前采取预防措施非常重要。
[0006]有人企图在该区域顶板上设置检测装置，监测区域顶板变形的状况，对冒顶现象做出提前预测并及时采取预防措施，比如授权公告号为CN109631824B的专利文献，描述了一种监测装置，由固定机具和测杆两部分组成,监测时固定机具安装在迎头顶板锚杆上,并在监测点利用过程中保持固定,测杆通过嵌入固定机具不同测孔改变监测方向,通过调节测杆长度改变监测长度,两者配合可监测空顶区不同区域;监测过程中,根据杠杆原理使测杆一端接触空顶区测点,记录此时测杆长度和测杆与垂线夹角,计算得到测点与测杆另一端的竖直高度,两次测量得到的竖直高度差就是测点处变形量。该装置能及时监测顶板的变形，但是也有较大的缺陷：该装置是单点检测，如果想检测多个点，则需要安装多次，安装步骤复杂，花费时间较长，冒顶垮塌事故随时会来临，监测和应急措施刻不容缓，早一步安装完成和开始检测，就可能减少伤亡和减少财产损失，而该装置安装在高处，需要打锚杆和安装，需要使用攀爬工具，危险性大，全部由人工安装，工作效率低，安装速度慢，工人还有
跌落风险；该装置是以顶板的一点为安装基准去测试顶板相邻近的另外一点，而如果顶板大面积下沉，可能检测结果是变动为零或者检测到较小的变动数值，对事故情况预估过低，工人可能不会引起足够的重视，可能不会采取相应强度的应急措施，可能会导致灾难事故的发生，所以检测不准确，不可靠。

技术实现思路

[0007]本专利技术就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置及控制方法，本专利技术不必多次安装，一次安装就能多点检测，安装使用步骤简易，花费的时间短，能快速进入检测状态，尽快检测出要来临的冒顶垮塌事故，以便于及早采取相应强度的应急措施，减缓或者避免事故带来的危害；本专利技术是以巷道底面为安装基准去测试顶板上的点，即使顶板大面积下沉，也会准确地检测出下沉的数值，避免低估风险的情况发生，及时采取相应有效的应急措施，避免风险进一步扩展。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置，包括左检测组件和右检测组件；所述左检测组件和右检测组件分别是半个拱形，所述左检测组件的右上端设置有左铰链孔，所述右检测组件的左上端设置有右铰链孔，左铰链孔和右铰链孔组合组成不限矩铰链；所述不限矩铰链是自由旋转、阻力较小的铰链；所述左检测组件的左下端设置有左检测架和两个左滚轮，两个左滚轮分别和左检测架通过转动副相联，两个左滚轮的轴心线分别沿着左右方向设置，两个左滚轮分别在巷道底面上滚动；所述右检测组件的右下端设置有右检测架和两个右滚轮，两个右滚轮分别和右检测架通过转动副相联，两个右滚轮的轴心线分别沿着左右方向设置，两个右滚轮分别在巷道底面上滚动；左检测组件和右检测组件组成一个拱形，即检测组件拱形，拱形上部的半圆弧形边的半径稍小于巷道毛面上部的半圆弧形边的半径；本专利技术还包括五个检测组件；所述五个检测组件分别是指结构相同的第二检测组件、第三检测组件、第四检测组件、第五检测组件和第六检测组件；所述第三检测组件包括第三检测缸体、第三空心双头活塞、第三检测杆、第三弹簧、第三检测齿轮和第三角度传感器；所述第三检测缸体有内圆柱面，内圆柱面的两端都有开孔；第三空心双头活塞包括第三活塞，第三活塞的两端都有活塞杆，第三检测缸体和第三空心双头活塞组成双头气缸；所述第三检测缸体和左检测组件联接，所述第三空心双头活塞的轴心线和检测组件拱形半圆弧轴心线垂直交叉；所述第三空心双头活塞中间有第三活塞中孔，所述第三检测杆的外圆柱面和第三活塞中孔滑动配合，所述第三检测杆的滑动方向和第三空心双头活塞的轴心线方向平行；所述第三检测杆的远离检测组件拱形半圆弧轴心线的一端设有第三检测触头和第三前突台，另一端设有第三齿轮齿和第三后突台；所述第三空心双头活塞的靠近检测组件拱形半圆弧轴心线的一端设有第三齿轮避让槽；所述第三角度传感器的外壳和第三空心双头活塞固定联接，所述第三检测齿轮和第三角度传感器的输入轴固定联接，所述第三检测齿轮在第三齿轮避让槽内，所述第三检
测齿轮和第三齿轮齿啮合；所述第三弹簧套在第三检测杆上，所述第三弹簧的第一端压紧第三前突台、第二端压紧第三空心双头活塞的远离检测组件拱形半圆弧轴心线的一端；五个检测组件分别包括一个角度传感器和一个检测齿轮，安装方式都与第三角度传感器和第三检测齿轮相同；同样地，第二检测组件、第四检测组件、第五检测组件和第六检测组件分别包括检测缸体；第二检测组件和第四检测组件的检测缸体分别与左检测组件固定联接，第五检测组件和第六检测组件的检测缸体分别与右检测组件固定联接；所述第二检测组件、第四检测组件、第五检测组件和第六检测组件都包含空心双头活塞，其轴心线全都和检测组件拱形半圆弧轴心线垂直交叉；所述五个检测组件在检测组件拱形的上半圆上均匀分布。
[0009]所述第三检测组件还包括第三检测位置开关，所述第三检测位置开关安装在第三检测缸体上，当第三活塞移动到远离检测组件拱形半圆弧轴心线的一端时产生电信号。第三活塞内设置有磁石。其余四个检测组件也分别包括检测位置开关，所述检测位置开关分别安装在相应的检测缸体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置，包括左检测组件（4）和右检测组件（5）；其特征在于：所述左检测组件（4）和右检测组件（5）分别是半个拱形，所述左检测组件（4）的右上端设置有左铰链孔（81），所述右检测组件（5）的左上端设置有右铰链孔（82），左铰链孔（81）和右铰链孔（82）组合组成不限矩铰链（8）；所述左检测组件（4）的左下端设置有左检测架（41）和两个左滚轮（42），两个左滚轮（42）分别和左检测架（41）通过转动副相联，两个左滚轮（42）的轴心线分别沿着左右方向设置；所述右检测组件（5）的右下端设置有右检测架（51）和两个右滚轮（52），两个右滚轮（52）分别和右检测架（51）通过转动副相联，两个右滚轮（52）的轴心线分别沿着左右方向设置；左检测组件（4）和右检测组件（5）组成一个拱形，即检测组件拱形，拱形上部的半圆弧形边的半径稍小于巷道毛面（2）上部的半圆弧形边的半径。2.如权利要求1所述的一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置，其特征在于：还包括五个检测组件；所述五个检测组件分别是指结构相同的第二检测组件（622）、第三检测组件（632）、第四检测组件（642）、第五检测组件（652）和第六检测组件（662）；所述第三检测组件（632）包括第三检测缸体（6321）、第三空心双头活塞（6322）、第三检测杆（6323）、第三弹簧（6324）、第三检测齿轮（6325）和第三角度传感器（6326）；第三空心双头活塞（6322）包括第三活塞（63221），第三检测缸体（6321）和第三空心双头活塞（6322）组成双头气缸；所述第三检测缸体（6321）和左检测组件（4）联接，所述第三空心双头活塞（6322）的轴心线和检测组件拱形半圆弧轴心线垂直交叉；所述第三空心双头活塞（6322）中间有第三活塞中孔（63222），所述第三检测杆（6323）的外圆柱面和第三活塞中孔（63222）滑动配合，所述第三检测杆（6323）的滑动方向和第三空心双头活塞（6322）的轴心线方向平行；所述第三检测杆（6323）的远离检测组件拱形半圆弧轴心线的一端设有第三检测触头（63231）和第三前突台（63234），另一端设有第三齿轮齿（63232）和第三后突台（63233）；所述第三空心双头活塞（6322）的靠近检测组件拱形半圆弧轴心线的一端设有第三齿轮避让槽（63223）；所述第三角度传感器（6326）的外壳和第三空心双头活塞（6322）固定联接，所述第三检测齿轮（6325）和第三角度传感器（6326）的输入轴固定联接，所述第三检测齿轮（6325）在第三齿轮避让槽（63223）内，所述第三检测齿轮（6325）和第三齿轮齿（63232）啮合；所述第三弹簧（6324）套在第三检测杆（6323）上，所述第三弹簧（6324）的第一端压紧第三前突台（63234）、第二端压紧第三空心双头活塞（6322）的远离检测组件拱形半圆弧轴心线的一端；五个检测组件分别包括一个角度传感器和一个检测齿轮；同样地，第二检测组件（622）、第四检测组件（642）、第五检测组件（652）和第六检测组件（662）分别包括检测缸体；第二检测组件（622）和第四检测组件（642）的检测缸体分别与左检测组件（4）固定联接，第五检测组件（652）和第六检测组件（662）的检测缸体分别与右检测组件（5）固定联接；所述第二检测组件（622）、第四检测组件（642）、第五检测组件（652）和第六检测组件（662）都包含空心双头活塞，其轴心线全都和检测组件拱形半圆弧轴心线垂直交叉；所述五个检测组件在检测组件拱形的上半圆上均匀分布。3.如权利要求2所述的一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置，其特征在于：所述第三检测组件（632）还包括第三检测位置开关（6327），所述第三检测位置开关（6327）安
装在第三检测缸体（6321）上，当第三活塞（63221）移动到远离检测组件拱形半圆弧轴心线的一端时产生电信号；其余四个检测组件也分别包括检测位置开关，所述检测位置开关分别安装在相应的检测缸体上。4.如权利要求3所述的一种巷道迎头待支护区顶板变形量的检测装置，其特征在于：所述第三检测缸体（6321）和左检测组件（4）联接、第二检测组件（622）和第四检测组件（642）的检测缸体分别与左检测组件（4）联接，第五检测组件（652）和第六检测组件（662）的检测缸体分别与右检测组件（5）联接，是指分别通过一个摆动气缸联接；所述的摆动气缸分别是指第三摆动气缸（633）、第二摆动气缸、第四摆动气缸、第五摆动气缸和第六摆动气缸；所述第三摆动气缸（633）的外壳和左检测组件（4）固定联接，所述第三摆动气缸（633）的输出轴和第三检测缸体（6321）固定联接；第三摆动气缸（633）的输出轴轴心线平行于检测组件拱形半圆弧轴心线；第三摆动气缸（633）的摆动角度是90度，第三摆动气缸（633）驱动第三检测组件（632）在两个位置之间切换，处于第一位置时第三空心双头活塞（6322）的轴心线和检测组件拱形半圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄福利，王军，辛光明，毛庆福，刘岩，丁厚刚，韩健勇，董桂锋，吴圣智，赵南南，
申请(专利权)人：山东建筑大学山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿山东深博巷道支护技术有限公司，
类型：发明
国别省市：