一种矿用顶底板移进量监测装置的制作方法

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本实用新型属于矿井监测领域，特别涉及一种矿用顶底板移进量监测装置。


背景技术：

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随着我国经济的不断发展，煤矿等地下工程所涉及的深度不断增加。围岩随着深度的增加会产生显著的塑性变形，对于巷道顶底板移进量的监测可以很好的反映巷道的变形特征。为了对巷道的顶底板移进量进行准确监测，需要在巷道顶底板之间安装一个收缩杆，根据收缩杆的伸缩量来测量顶底板的动态变化，然而巷道内经常需要爆破作业，产生的爆轰波冲击收缩杆，或者工作人员无意识的触碰，容易使收缩杆产生倾斜甚至倾倒的现象，无法得到准确的监测数据。
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在本实用新型之前，专利号为201711394231.5的发明公布了一种滑动式顶底板移进量测量装置，包括第一活塞管、第二活塞杆和与之配套使用的第一活塞套筒、第二活塞套筒以及曲面活动头；此顶底板移进量测量装置结构简单且易于安装，但仍没有解决爆轰波的冲击问题和人为冲撞问题。
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专利号为201711173835.7的发明公布了一种煤矿巷道顶底板变形监测装置，包括读数钢管、普通钢管、伸缩基准杆和卡箍，其特征在于上下两根伸缩基准杆可以沿普通钢管滑动。此煤矿巷道顶底板变形监测装置成本低廉，可操作性强，但是上下两根读数量程过小，仅能监测40cm的顶底板移进量，在巷道围岩变形剧烈区域无法使用。
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因此，为了提高巷道顶底板移进量的监测量程，解决爆轰波冲击和人为冲撞问题，需要发明一种矿用顶底板移进量监测装置，且该装置还需具有结构简单、安装方便的特点。


技术实现要素：

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本实用新型针对现有顶底板移进量监测装置易受爆轰波冲击和人为冲撞导致监测数据不准确的缺点，提供了一种结构简单、安装方便的矿用顶底板移进量监测装置。
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本实用新型一种矿用顶底板移进量监测装置的构造是：它是由防水盒、钢丝绳、导向轮、固定锚杆、计数滑轮、角度转换器、计数器、红外线报警器、预紧装置组成，所述钢丝为高强钢丝，不会发生弹性变形，所述导向轮通过2根固定锚杆安装于顶板上，并将钢丝穿过导向轮通过防水盒表面的防尘网与计数滑轮相连。所述防水盒棱处涂有密封胶，防水盒四个角设有与固定锚杆相匹配的圆孔，通过4根固定锚杆安装于顶板上。
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所述计数滑轮表面设置防滑橡胶，安装于支架1上，可以记录自身转过的角度，钢丝在计数滑轮表面缠绕两圈后与预紧装置连接，防止钢丝应力过大导致钢丝在计数滑轮表面产生滑动。所述预紧装置安装于支架2上，可以为钢丝提供 1kn的预紧力，保证钢丝处于紧绷状态。当钢丝受到人为冲撞时，预紧装置可以重新将其拉紧。
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所述角度转换器位于计数滑轮下方，利用公式l＝πrθ/180(其中θ为计数滑轮转动的角度，r为滑轮的转动半径)将角度信号重新编码成为长度信号，并将长度信号传递至计数器，计数器将数据显示在防水盒表面的显示屏上，计数器自带电源，为数据的转换、传输
和显示以及红外报警器的工作供电。
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所述固定锚杆插入在顶板上预制的锚孔内，并为其施加预应力，锚头上用螺栓将防水盒固定。
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所述红外线报警器为光感报警器，当报警器周围1m范围内有人员通过时，报警器会发出强光以警示通过人员，避免人员无意识碰撞。
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本实用新型的有益效果为：一种矿用顶底板移进量监测装置，测量手段由原来的伸缩杆改为钢丝，当顶底板发生动态变化时，将引起顶底板之间的钢丝长度产生变化，钢丝预紧装置控制钢丝的收紧与放出，计数滑轮记录滑轮的转动角度，角度转换器将角度信号转换成长度信号，将顶底板的动态变化显示在显示屏上。需要特别指出的是，当钢丝受到工作人员无意识碰撞时，钢丝从预紧装置内拉出，当碰撞作用消失时，预紧装置会重新将钢丝拉紧，同时钢丝不易受爆轰波扰动影响，大大提高了监测精度。
附图说明
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图1为本实用新型的结构示意图。
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图2为防水盒的内部构造示意图。
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图3为防水盒的安装示意图。
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图例说明：1-高强钢丝；2-导向轮；3-防水盒；4-显示屏；5-红外线报警器； 6-固定锚杆；7-防尘网；8-计数滑轮；9-角度转换器；10-计数器；11-预紧装置； 12-支架1；13-支架2；14-横杆；15-螺栓；21-顶板；22-底板。需要特别说明的是，图例中“21-顶板”和“22-底板”是本发明的监测对象，并不是本实用新型的组成部分，为使本实用新型使用方法更加清楚明确，故在图1中予以展示。
具体实施方式
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本实用新型提供了一种矿用顶底板移进量监测装置，为使本实用新型的目的及使用方法更加清楚、明确，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
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如图1所示，本实用新型一种矿用顶底板移进量监测装置的构造是：由钢丝 1、导向轮2、防水盒3、显示屏4、红外线报警器5、固定锚杆6组成，所述钢丝1为高强钢丝，不会发生弹性变形，通过固定锚杆6安装在底板上，所述导向轮2由合金钢制成，通过固定锚杆6安装在顶板21上，对钢丝1起到导向的作用，所述固定锚杆6为预应力锚杆，插入预制好的锚孔内，并为其施加预应力，所述防水盒棱上涂有密封胶，防止巷道内的潮湿环境使防水盒内部构件锈蚀；所述显示屏4安装在防水盒3表面，用以显示顶板的动态变化数据，显示屏一侧安装电源开关和调零按钮，所述红外线报警器5为光感报警器，当报警器周围1m 范围内有人员通过时，报警器会发出强光以警示通过人员，避免人员无意识碰撞。
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所述的防尘网7可以防止在钢丝进入防水盒的开孔处有煤尘进入，所述的计数滑轮8位于防水盒内的1号支架13上，通过钢丝与导向轮相连，且滑轮8表面设有防滑橡胶，并将钢丝在计数滑轮上缠绕两圈，防止钢丝在滑轮表面滑动，计数滑轮可以记录自身转过的角度，角度转换器9安装在计数滑轮下方，可以将滑轮8转过的角度数据转换成长度数据并将其传递给计数器10，所述计数器位于防水盒内的横杆14上，计数器自带电源，可以为防水盒内数据的收集、转换和传递以及报警器的工作供电；所述的预紧装置11内部设有预紧弹
簧，可以为钢丝提供1kn的预紧力，当顶底板产生移进导致钢丝产生松弛时，预紧装置可以将钢丝重新拉紧；当钢丝的应力较大时，可以放出部分钢丝。
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所述防水盒3的安装方式如图3所示，防水盒四个角上设有与固定锚杆相对应的圆孔，用螺栓将其固定在固定锚杆上，保证防水盒的稳定性。
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本实用新型一种矿用顶底板移进量监测装置的使用方法为：首先，将足够长度的钢丝1缠绕于防水盒内的预紧装置11上，并为预紧装置施加一定预紧力，然后将钢丝另一端在计数滑轮缠绕两圈，通过防水盒3的防尘网7穿出并绕过导向轮，再分别将钢丝1的另一端、导向轮2、防水盒3分别用固定锚杆6安装在底板和顶板上，打开电源，将计数器调零。