顶板离层仪的制作方法

1.本公开涉及煤矿采掘技术领域，具体地，涉及一种顶板离层仪。


背景技术：

2.为了方便掌握工作面上覆岩层运动横向和纵向的发展规律及移动概况与支架的相互关系，更好地进行顶板岩层变化的预报，提出合理的顶板管理标准，为工作面的高产高效、安全生产创造良好的技术条件，在巷道掘进过程中，每个巷道交叉点顶板中部通常布置一个顶板离层仪以对巷道顶板下沉进行周期观测。由于有些煤矿的采高工作面巷道高度较高，例如当巷道高度达3m以上时，顶板离层仪安设在巷道顶部导致工作人员读取数据困难，并且由于顶板离层仪长时间使用积尘较多，导致观测数据误读或者看不清楚，经常需要借助车辆或登高架进行观测，造成观测工作效率低下及安全性无法保障的问题。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种使用方便、便于观察、能有效提高观测的工作效率、安全性好的顶板离层仪。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种顶板离层仪，包括测量绳、锚索、顶板固定件，侧帮固定件及转向件，所述顶板固定件用于固定在坑道顶板的下表面上，所述侧帮固定件用于固定在坑道侧帮上并且具有读数装置，所述转向件用于固定在所述坑道顶板和坑道侧帮的拐角处，所述测量绳穿过所述顶板固定件并包括相对的第一端和第二端，所述锚索连接所述第一端并用于将所述测量绳固定于顶板岩层中，所述第二端绕过所述转向件连接于所述读数装置，所述读数装置可移动地设置在所述侧帮固定件中以用于指示当前坑道顶板相对于顶板岩层的下沉数据。
5.可选地，所述顶板固定件包括沿竖直方延伸并固定插入于所述坑道顶板下表面的纵向管体和固定在该纵向管体下方的横向管体，所述横向管体与所述纵向管体连通，以使得所述测量绳从所述坑道顶板引出后能够转向而沿所述坑道顶板的下表面横向延伸至所述转向件。
6.可选地，所述转向件为定滑轮，从所述坑道顶板引出后的所述测量绳绕过所述定滑轮朝向所述侧帮固定件延伸。
7.可选地，所述侧帮固定件固定在距离地面1.7米-2米处。
8.可选地，所述测量绳包括第一测量绳和第二测量绳，所述侧帮固定件为两个并分别在两侧的所述坑道侧帮上，所述转向件的数量对应为两个并分别设置于两侧的所述拐角处，所述第一测量绳和所述第二测量绳分别通过一个所述锚索固定在所述顶板岩层中的不同高度中，并在穿过所述顶板固定件后朝向两侧的所述转向件延伸以分别连接在两侧的所述读数装置上。
9.可选地，所述顶板固定件构造为倒t型三通结构，以具有朝向所述顶板岩层的第一引导口，和分别朝向两侧所述坑道侧帮的第二引导口和第三引导口。
10.可选地，所述侧帮固定件包括具有尺寸标识的测筒，所述读数装置为可移动地设置于所述测筒的读数条。
11.可选地，所述测筒的两端分别设置封盖，所述封盖上开设有多个泄水孔。
12.可选地，所述侧帮固定件和所述顶板固定件分别具有能够相互可拆卸地连接的连接结构。
13.可选地，所述锚索构造为弹簧巴爪式结构，所述测量绳为柔性弹性小的多股钢丝绳
14.通过上述技术方案，本公开提供的顶板离层仪通过将测量绳的第一端借助锚索固定于顶板岩层，第二端穿过固定于坑道顶板的顶板固定件后连接于侧帮固定件的读数装置，这样，当锚索下方的坑道顶板下沉时，带动顶板固定件下移，由于锚索的位置和侧板固定件的位置固定，测量绳的长度固定不变，当顶板固定件下移时，能够使得测量绳的第二端相对于坑道顶板下沉前的位置发生改变，从而带动连接于第二端的读数装置相对于侧板固定件移动，进而能够获取顶板下沉的数据。并且，由于转向件设置于坑道顶板和坑道侧帮的拐角处，通过该转向件能够改变从顶板固定件引出的测量绳的延伸方向，从而能够将与测量绳连接的读数装置引导至位于坑道侧帮处的地面观测人员的视力观察范围之内，不仅便于观测人员清楚读取数据，避免误读数据导致工程事故的发生，而且无需借助车辆或登高架读数，减少了安全事故的发生。
15.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
17.图1是本公开实施例提供的顶板离层仪的结构示意图；
18.图2是图1中a位置的局部放大图；
19.图3是图1中b位置的局部放大图；
20.图4是图1中c位置的局部放大图。
21.附图标记说明
22.1-测量绳；11-第一端；12-第二端；13-第一测量绳；14-第二测量绳；2-锚索；3-顶板固定件；31-纵向管体；311-第一引导口；32-横向管体；321-第二引导口；322-第三引导口；4-侧帮固定件；41-读数装置；411-读数条；42-测筒；43-封盖；5-转向件；51-定滑轮；6-顶板岩层；7-坑道顶板；8-坑道侧帮。
具体实施方式
23.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
24.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指相应部件处于使用状态时在重力方向上相对的“上、下”，“内、外”是指相对于对应的部件自身轮廓而言的“内、外”。另外，本公开所使用的术语“第一”、“第二”、“第三”等是为了区分一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有
解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。上述定义仅用于解释和说明本公开，不应当理解为对本公开的限制。
25.根据本公开的具体实施方式，参考图1至图4中所示，提供一种顶板离层仪，包括测量绳1、锚索2、顶板固定件3，侧帮固定件4及转向件5，顶板固定件3用于固定在坑道顶板7的下表面上，侧帮固定件4用于固定在坑道侧帮8上并且具有读数装置41，转向件5用于固定在坑道顶板7和坑道侧帮8的拐角处，测量绳1穿过顶板固定件3并包括相对的第一端11和第二端12，锚索2连接第一端11并用于将测量绳1固定于顶板岩层6中，第二端12绕过转向件5连接于读数装置41，读数装置41可移动地设置在侧帮固定件4中以用于指示当前坑道顶板7相对于顶板岩层6的下沉数据。
26.通过上述技术方案，本公开提供的顶板离层仪通过将测量绳1的第一端11借助锚索2固定于顶板岩层6，第二端12穿过固定于坑道顶板7的顶板固定件3后连接于侧帮固定件4的读数装置41，这样，当锚索2下方的坑道顶板7下沉时，带动顶板固定件3下移，由于锚索2的位置和侧帮固定件4的位置固定，测量绳1的长度固定不变，当顶板固定件3下移时，能够使得测量绳1的第二端12相对于坑道顶板7下沉前的位置发生改变，从而带动连接于第二端12的读数装置41相对于侧帮固定件4移动，进而能够获取顶板下沉的数据。并且，由于转向件5设置于坑道顶板7和坑道侧帮8的拐角处，通过该转向件5能够改变从顶板固定件3引出的测量绳1的延伸方向，从而能够将与测量绳1连接的读数装置41引导至位于坑道侧帮8处的地面观测人员的视力观察范围之内，不仅便于观测人员清楚读取数据，避免误读数据导致工程事故的发生，而且无需借助车辆或登高架读数，减少了安全事故的发生。
27.在本公开提供的具体实施方式中，参考图1和图2中所示，顶板固定件3可以包括沿竖直方延伸并固定插入于坑道顶板7下表面的纵向管体31和固定在该纵向管体31下方的横向管体32，横向管体32与纵向管体31连通，以使得测量绳1从坑道顶板7引出后能够转向而沿坑道顶板7的下表面横向延伸至转向件5。具体地，可以在坑道顶板7的下表面测量绳1伸出的位置沿竖直方向钻孔，将纵向管体31插入该孔内并紧固于坑道顶板7，即可将纵向管体31固定于坑道顶板7的下表面。由于纵向管体31下方连通有横向管体32，当测量绳1分别经过纵向管体31和横向管体32后，测量绳1的方向由竖直方向变换为水平方向，从而使得测量绳1从坑道顶板7引出后转向而沿坑道顶板7的下表面横向延伸至转向件5。
28.在本公开提供的一些具体实施方式中，参考图1和图3中所示，转向件5为定滑轮51，从坑道顶板7引出后的测量绳1绕过定滑轮51朝向侧帮固定件4延伸。定滑轮51能够使得测量绳1在摩擦力最小的情况下改变方向，从坑道顶板7下表面的横向延伸改变为向坑道侧帮的纵向延伸方向。当然，转向件5也可以为设置于坑道顶板7和坑道侧帮8的拐角处的其他任意结构的转向件，例如圆形的导向件等，本公开对此不作具体限制。
29.需要说明的是，根据实际现场工况及安装条件，定滑轮51也可以安装于坑道侧帮8上部的其他任意合适的位置，例如，测量绳1经过定滑轮51转向后形成的夹角也可以为大于90
°
的任意合适的角度，本公开对此不作具体限制。
30.为了便于观测人员观测顶板离层情况，侧帮固定件4可以固定在坑道侧帮8的距离地面1.7米-2米处。该高度范围属于观测人员站立于巷道底板地面时的人眼可视范围，同时为坑道侧帮8下部管路铺设留出一定的高度空间，还能避免由于车辆通过或维修工作磕碰而导致对观测仪造成损坏。
31.为了便于监测顶板岩层6中不同高度处的顶板离层情况，测量绳1还可以包括第一测量绳13和第二测量绳14，侧帮固定件4为两个并分别在两侧的坑道侧帮8上，转向件5的数量对应为两个并分别设置于两侧的拐角处，第一测量绳13和第二测量绳14分别通过一个锚索2固定在顶板岩层6中的不同高度中，并在穿过顶板固定件3后朝向两侧的转向件5延伸以分别连接在两侧的读数装置41上。
32.将测量绳1设置为两条，并且两条测量绳1的一端分别固定于顶板岩6，另一端分别经过顶板固定件3后通过坑道两侧的转向件5转向并连接于分别位于两侧的读数装置41，这样，可以将第一测量绳13的第一端11通过锚索2固定于顶板岩层6的深部位置，将第二测量绳14的第一端11通过锚索2固定于顶板岩层6的浅部位置，从而能够通过一个顶板离层仪同时监测顶板岩层的深部位置和浅部位置的离层的情况，对巷道顶板岩层6的不同深度位置的离层变化进行全面监测，根据监测数据及时采取相应有效的支护措施，防止顶板塌落事故的发生，确保安全生产。
33.此外，顶板固定件3还可以构造为倒t型三通结构，以具有朝向顶板岩层6的第一引导口311，和分别朝向两侧坑道侧帮8的第二引导口321和第三引导口322。通过将纵向管体31已及连通于纵向管体31下部端口的横向管体32共同形成为倒t型三通结构，以使得纵向管体31的上部开口形成为第一引导口311，连通于纵向管体31下部端口的横向管体32相对的两个端口分别形成为第二引导口321和第三引导口322，这样，当固定于顶板岩层6不同高度处的第一测量绳13和第二测量绳14沿竖直方向从第一引导口311伸入纵向管体31后，能够经过横向管体32转向，并分别经第二引导口321和第三引导口322引出并延伸至巷道两侧的转向件5。当例如第一测量绳13的第一端11固定不动，而位于第一端11下方的坑道顶板7下沉时，第一测量绳13的从第一端11至纵向管体31和横向管体32的交接处的长度增加，从而使得第一测量绳13的第二端带动读数装置41相对于侧帮固定件4向上移动，读数装置41所移动的距离即为顶板下沉的距离。
34.在本公开提供的具体实施方式中，参考看图1和图4所示，侧帮固定件4包括具有尺寸标识的测筒42，读数装置41为可移动地设置于测筒42的读数条411。由于测量绳1的第二端12连接读数条411，并且读数条411相对于测筒42可移动，因此，当坑道顶板7下沉带动顶板固定件3下移时，读数条411在第二端12的带动下相对于测筒42向上移动，观测人员能够通过测筒42上的尺寸标识读取读数条411移动的距离，从而获得坑道顶板7下沉的数值。在一些实施方式中，读数条411环绕测筒42设置，测量绳1的第二端12链接发条，发条安装在和读数条411同轴的滚轮上，滚轮转动带动读数条移动，从而通过测筒42上的尺寸标识读取读数条411移动的距离。当然，第二端12与读数条411之间也可以为其他任意合适的连接方式，本公开对此不作具体限制。
35.其中，测筒42的两端还可以分别设置封盖43，封盖43上开设有多个泄水孔。在测筒42的两端设置封盖43，能够避免测筒42的内部受外界环境影响而堵塞异物或受损。
36.需要说明的是，为了获得准确的测量结果，测筒42固定于坑道侧帮8时测筒42的长度方向沿竖直方向延伸。由于第二端12通过测筒42的上部开口伸入测筒42，因此，测筒42上部的封盖43中心开孔以便于第二端12伸入，为了避免测筒42在坑道内长期使用而导致内部积水，在封盖43上开设有多个泄水孔能够便于积水排出。
37.在本公开提供的具体实施方式中，侧帮固定件4和顶板固定件3可以分别具有能够
相互可拆卸地连接的连接结构。将侧帮固定件4和顶板固定件3之间设置为可拆卸连接，能够便于使用者根据实际应用需求采用侧帮固定件4和顶板固定件3的一体结构或分离结构使用，例如当坑道顶板7的高度适于观测者的视力围时可以将侧帮固定件4和顶板固定件3连接为一体固定于坑道顶板7使用；当坑道顶板7的高度较高时可以将侧帮固定件4与顶板固定件3分离，通过转向件5改变测量绳的角度并将侧帮固定件4固定于坑道侧帮8适当高度处以便于观测。侧帮固定件4和顶板固定件3之间可以通过例如卡扣连接、紧固件连接等任意合适的可拆卸方式连接，本公开对此不作具体限制。
38.此外，锚索2可以构造为弹簧巴爪式结构，以便于锚索2紧固于顶板岩层中；测量绳1可以为柔性弹性小的多股钢丝绳，以使得测量绳1具有较高的强度和韧性，延长使用寿命。
39.本公开的顶板离层仪在使用时，在坑道顶板7下表面沿垂直方向分别向顶板岩层6的深部位置和浅部位置钻孔，将连接有测量绳1的两个锚索2分别固定于深部孔底和浅部孔底，将顶板固定件3固定于坑道顶板7下表面，将两个侧帮固定件4分别固定于坑道侧帮8适于观测的位置，并在坑道顶板7下方位于侧帮的两侧分别安装转向件5，使两条测量绳1伸出顶板固定件3后分别绕过转向件5连接于侧帮固定件4的两个读数装置41上，定时观测两个读数装置41相对于测筒42的移动距离，确定坑道顶板7的下沉数据。
40.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
41.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
42.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。