礦井支架迎山角測定儀的製作方法

2023-08-13 14:10:36 2

專利名稱：礦井支架迎山角測定儀的製作方法
技術領域：
本實用新形涉及一種礦山用角度測量儀，特別是煤礦井下採煤工作面支柱和掘進巷道支架迎山角及錨杆角度的測量儀器，屬於礦山支護檢測領域。
在煤礦井下，傾斜巷道或回採工作面的頂板對支架不僅施加垂直頂板方向的壓力，而且還施加使支架沿傾斜方向下滑的推力，在架設支架時，不允許沿頂板法方向架設，必須使支架向頂板法線的上方偏一個角度，以便使支架在傾斜推力的作用下更緊固的支撐頂板，支架向上偏轉的這個角度稱為支架迎山角。
支架迎山角的大小是與頂板及巷道的傾角有關的，有關規程規定支架迎山角取巷道頂板傾角的1／6～1／8，而錨杆與頂板之間夾角不小於75度。目前在實際生產中尚沒有這方面的檢測儀器，無論是工人架設支架還是檢查驗收，一般都是採用目測的辦法來完成，這樣既不準確又不符合規定，不能保證安全生產。如果精確測定迎山角的度數，首先用傾斜儀測量巷道或採面頂板的傾角，再根據支架迎山角β對傾角α的取值範圍，採用一系列的數學計算求出迎山角的度數。這種方法測定迎山角非常繁瑣，需要配備傾斜儀、計算器、鋼尺、線繩及紙筆等，測量速度慢，不能滿足當前煤礦開展的質量標準化施工要求。
本實用新型的任務是設計一種在架設支架時能就地測量和定準支架迎山角且不用任何計算的測量儀器。
本實用新型的解決方案是支撐板(7)上有兩個軸孔(01、02)，左側有扇形孔(K1)，下側有弧形孔(K2)、右測有長方孔(K3)；位於支撐板(7)前面繞軸(13)轉動的「T」字形主動件(1)，其左、右兩側各有一長園孔，中間有軸孔(01)，下端呈弧形邊並帶角度刻度，左端有指針(3)，以及配合主動件調水平用的調平指示器(6)；位於支撐板(7)後面繞軸(14)轉動的「T」字形從動件(2)，其中間有軸孔(O2)，下端有指針(4)，左側有至少4個定位孔，孔間距為一個長度單位，即兩軸孔0102的距離，第一定位孔(A1)至軸孔02的距離為3個單位長度；定位銷(5)插在從動件(2)的定位孔和主動件(1)左側的長園孔內。
該儀器之主動件(1)的調平是通過主動件(1)右側的長園孔和支撐板(7)的長方孔(K3)內插有調平銷(15)，調平調節旋鈕(10)帶動調平螺杆(8)，通過調平銷(15)牽動主動件(1)上下移動實現調平的。該調平指示器(6)為一指示鉛垂方向的重錘式指針。也可以在主動件(1)上裝設氣泡式水準器來作調平指示器。調平銷(15)的上下移動，直接用手撥方式也可以。
由於該測定儀能一次準確的測出煤層頂板和巷道傾角並定準迎山角的度數，所以能使所有支架的架設和錨杆的支護符合規定要求，從而達到快速施工和安全生產的目的。該測定儀除了能一次測出上述角度，還能測定鐵道坡度、棚梁水平度、梯形棚腿的扎角以及某一平面的水平度。該測定儀結構簡單、體積小，便於攜帶，使用方便。


圖1為支架受力和迎山角的原理分析圖圖2為儀器的結構示意圖圖3為儀器的俯視圖圖4為儀器支撐板形式圖圖5為檢測錨杆角度示意圖圖6為儀器面板圖圖1中MN－巷道或煤層頂板法線。
CD－支架架設方向；β－支架迎山角；δ－支架迎山角的餘角δ＝α－δ；α－巷道或煤層頂板傾角；P－重力；F1－傾斜方向分力，此力能沿傾斜方向推動支架；F2－垂直頂板的分力。
圖2、3、5、中1－主動件2－從動件3－傾角指針4－迎山角指針5－定位銷6－調平指針7－支撐板8－調平螺杆9－調平螺母10－調平旋紐11－面板12－儀器後蓋13－主動件旋轉軸14－從動件旋轉軸15－調平銷16－固定螺母17－框殼18－定位銷滑動架19－調平螺杆定位座20－錨杆21－錨杆及從動件接長件(兩者重合)MN－巷道頂板法線A1～A6－定位孔圖4中01－主動件旋轉軸孔02－從動件旋轉軸孔K1－定位銷旋轉圍孔K2－從動件迎山角指針通過孔K3－調平銷通過孔K4－調平旋鈕孔下面對照附圖描述各部件的細節及其使用方法一、主動件(1)該部件固定在儀器的支撐板(7)的前面，繞軸孔(01)即軸(13)旋轉，專門測量巷道和煤層頂板的傾角(α)以及鐵路的坡度。主動件(1)為「T」字形，在其橫平部分的中心線中點鑽有一個軸孔(01)，穿軸(13)固定在直撐板(7)的軸孔(01)上。在該主動件(1)之軸孔(01)的左側掏一長圓孔，插定位銷(5)，長圓孔的左側焊一個豎直指針(3)，指示煤層傾角(α)，軸孔(01)的右端也掏一長圓孔，插調平銷(15)。「T」字形主動件(1)豎直部分的下端刻有迎山角刻度。
二、從動件(2)為「T」字形，固定在支撐板(7)的背面，繞軸孔(02)即軸(14)旋轉，用以測量支架迎山角、錨杆角度、棚腿扎角等，兩軸心距0102＝10毫米，並位於儀器的同一水平線上。距軸孔(02)的左側3個單位長度的位置鑽一孔(A1)往左每隔1個單位長度鑽一孔，共鑽6個這樣的孔(A1～A6)，供插定位銷(5)用，並在其背面焊有定位銷滑動架(18)。在該從動件(2)的豎直部分的端頭設接杆槽口，用於接長。在軸孔(02)向下80毫米處焊一豎直指針(4)指示迎山角、錨杆角度、棚腿扎角的大小。
主動件(1)與從動件(2)通過定位銷(5)聯接後產生聯動，專門測量支架迎山角。定位銷不聯接，其主動件(1)和從動件(2)各自獨立旋轉，完成各自的測量功能。
三、支撐板(7)用於固定主動件(1)和從動件(2)。在水平中心線的中部鑽兩個軸孔(01、02)，孔距為10毫米，該兩孔穿軸(13)、(14)，供主動件(1)、從動件(2)旋轉用，在該兩孔的左側掏一個扇形孔(K1)，便於定位銷(5)穿過，軸孔(02)的下方掏一個R＝80毫米的弧形孔(K2)，該弧形孔寬為3毫米，供從動件(2)的迎山角指針(4)通過。該支撐板(7)的右側掏一豎直長槽孔(K3)供調平銷(15)通過，在長槽孔(K3)的下方掏一長方孔(K4)供調平旋鈕(10)旋轉。
四、儀器面板在中心線左側掏一個R＝100毫米的園形槽口，並刻有刻度，供傾角指針(3)通過並指示傾角角度，水平線下方掏一個R＝80毫米的園弧形槽口並刻有刻度，供迎山角指針(4)通過並指示角度。
五、調平機構儀器本身不用調平。主動件(1)的調平是通過調平螺杆(8)、螺母(9)、調平銷(15)、調平指針(6)來完成的。撥動調平旋鈕(10)帶動調平螺杆(8)旋轉，迫使稠平螺母(9)升降，通過調平銷(15)牽動主動件(1)上、下移動，當調平指針(6)指向刻度盤的專用調平標誌「0」線時，則主動件(1)為水平位置。
六、定位銷(5)及其滑動架(18)滑動架(18)焊接在從動件(2)左端諸園孔的兩端，定位銷(5)沿滑動件(2)左端諸園孔的兩端，定位銷(5)沿滑動架(18)移動，可以插入每個定位孔中，以連接主動件(1)和從動件(2)。
該儀器的主動件、從動件、支撐板可用鋁合金或硬塑料板製作。其餘部件的材料均可用普通鋼或硬塑料板製作。
本實用新型的使用方法一、測量回採工作面液壓支柱和掘進巷道棚腿的迎山角將儀器上邊敷一長直尺緊貼頂板的傾斜面撥動調平旋鈕(10)使主動件(1)處於水平，由傾斜指針(3)讀出傾角的大小，然後打開儀器的後蓋方孔，將定位銷(5)插入A1～A6某一孔中(根據規定)，接長從動件(2)，再將主動件(1)調至水平位置，從動件(2)的迎山角指針(4)便指示出迎山角的度數。從而可以確定支架的架設方向。為測定準確，需將從動件旋轉軸(14)對準支架中心。
二、測量錨杆角度主動件(1)和從動件(2)不聯接，利用從動件(2)來測量。
測量錨杆角度時，需事先配製錨杆接杆(一端帶母絲扣，可擰到錨杆外露絲扣上)。檢測前將從動件(2)接長，檢測時將錨杆接杆從儀器後面的套環(與從動件旋轉軸(14)聯結)中通過並擰到錨杆外露絲扣上，讓儀器上邊貼緊(藉助於一直尺)頂板，撥動從動件(2)(接長部分)與錨杆接杆重合，從動件指針(4)的讀數就是錨杆的角度(錨杆與頂板的法線的夾角)。
三、測量鐵道坡度主動件(1)和從動件(2)不聯接。測量時將儀器下邊(可敷一直尺)放於軌道上，調平主動件(1)，則主動件(1)傾角指針(3)的讀數便是軌道坡度的大小。
四、測量梯形棚腿扎角的大小主動件(1)，從動件(2)不聯接，從動件(2)接長。測量前將儀器上邊緊貼於棚梁，側邊頂住棚腿，撥動從動件(2)的接長部分與棚腿平行，則從動件指針(4)的讀數即為棚腿扎角。
五、測量棚梁水平度主動件(1)、和從動件(2)不聯接。測量時將儀器上邊緊貼棚梁，將主動件(1)調平，則主動件(1)的指針(3)的讀數便是棚粱的水平度(俗稱山水)。
六、測量某一平面的水平度主動件(1)、從動件(2)不聯接。將儀器的下邊放在某一平面上(可墊一平板)，撥動調平機構，使主動件(1)處於水平，則主動件指針(3)指示的便是該平面的傾斜度。
權利要求1.一種由帶有圓弧形槽孔及角度刻度的面板(11)構成的礦井支架迎山角測定儀，其特徵在於有下列各件組成①支撐板(7)，其上有兩個軸孔(O1、O2)，左傾有扇形孔(K1)，下側有弧形孔(K2)，右側有一長方孔(K3)，②位於支撐板(7)前面、繞軸(13)轉動的「T」字形主動件(1)，其左、右兩側各有一長園孔，中間有軸孔(O1)，下端呈弧形邊並帶角刻度，左端有指針(3)，以及配合主動件調水平用的調平指示器(6)，③位於支撐板(7)後面、繞軸(14)轉動的、「T」字形從動件(2)，其中間有軸孔(O2)，下端有指針(4)，側有至少4個定位孔，孔間距為一個長度單位，即軸孔O1O2的距離，第一位孔(A1)至軸孔O2的距離為3個單位長度，④定位銷(5)插在從動件(2)的定位孔和主動件(1)的左側長圓孔內。
2.按照權利要求1所述的礦井支架迎山角側定儀，其特徵在於所說的調平指示器(6)為一指示鉛垂方向的重垂式指針。
3.按照權利要求1或2所述的礦井支架迎山角側定儀，其特徵在於所說的主動件(1)右側長圓孔和支撐板(7)的長方形(K3)內插有調平銷(15)，調節調平旋鈕(10)，可通過調平螺杆(8)使調平銷(15)上下移動。
專利摘要本實用新型涉及一種礦井支架迎山角測定儀，由主動件、從動件、支撐板等組成，該測定儀能一次準確地測出支架迎山角、錨杆的角度，還能測定鐵道坡度棚梁水平度、梯形棚腿的扎角以及某一平面的水平度。該儀器的出現結束了工人施工用目測的歷史，從而為礦井質量標準化管理和安全施工提供了保證，該儀器結構簡單，操作方便，測量速度快，讀數準確，很受工人歡迎。
文檔編號G01B5/24GK2086885SQ9021401
公開日1991年10月16日 申請日期1990年6月26日 優先權日1990年6月26日
發明者李恆才 申請人:肥城礦務局楊莊煤礦