专利名称：矿井支架迎山角测定仪的制作方法
技术领域：
本实用新形涉及一种矿山用角度测量仪，特别是煤矿井下采煤工作面支柱和掘进巷道支架迎山角及锚杆角度的测量仪器，属于矿山支护检测领域。
在煤矿井下，倾斜巷道或回采工作面的顶板对支架不仅施加垂直顶板方向的压力，而且还施加使支架沿倾斜方向下滑的推力，在架设支架时，不允许沿顶板法方向架设，必须使支架向顶板法线的上方偏一个角度，以便使支架在倾斜推力的作用下更紧固的支撑顶板，支架向上偏转的这个角度称为支架迎山角。
支架迎山角的大小是与顶板及巷道的倾角有关的，有关规程规定支架迎山角取巷道顶板倾角的1／6～1／8，而锚杆与顶板之间夹角不小于75度。目前在实际生产中尚没有这方面的检测仪器，无论是工人架设支架还是检查验收，一般都是采用目测的办法来完成，这样既不准确又不符合规定，不能保证安全生产。如果精确测定迎山角的度数，首先用倾斜仪测量巷道或采面顶板的倾角，再根据支架迎山角β对倾角α的取值范围，采用一系列的数学计算求出迎山角的度数。这种方法测定迎山角非常繁琐，需要配备倾斜仪、计算器、钢尺、线绳及纸笔等，测量速度慢，不能满足当前煤矿开展的质量标准化施工要求。
本实用新型的任务是设计一种在架设支架时能就地测量和定准支架迎山角且不用任何计算的测量仪器。
本实用新型的解决方案是支撑板(7)上有两个轴孔(01、02)，左侧有扇形孔(K1)，下侧有弧形孔(K2)、右测有长方孔(K3)；位于支撑板(7)前面绕轴(13)转动的“T”字形主动件(1)，其左、右两侧各有一长园孔，中间有轴孔(01)，下端呈弧形边并带角度刻度，左端有指针(3)，以及配合主动件调水平用的调平指示器(6)；位于支撑板(7)后面绕轴(14)转动的“T”字形从动件(2)，其中间有轴孔(O2)，下端有指针(4)，左侧有至少4个定位孔，孔间距为一个长度单位，即两轴孔0102的距离，第一定位孔(A1)至轴孔02的距离为3个单位长度；定位销(5)插在从动件(2)的定位孔和主动件(1)左侧的长园孔内。
该仪器之主动件(1)的调平是通过主动件(1)右侧的长园孔和支撑板(7)的长方孔(K3)内插有调平销(15)，调平调节旋钮(10)带动调平螺杆(8)，通过调平销(15)牵动主动件(1)上下移动实现调平的。该调平指示器(6)为一指示铅垂方向的重锤式指针。也可以在主动件(1)上装设气泡式水准器来作调平指示器。调平销(15)的上下移动，直接用手拨方式也可以。
由于该测定仪能一次准确的测出煤层顶板和巷道倾角并定准迎山角的度数，所以能使所有支架的架设和锚杆的支护符合规定要求，从而达到快速施工和安全生产的目的。该测定仪除了能一次测出上述角度，还能测定铁道坡度、棚梁水平度、梯形棚腿的扎角以及某一平面的水平度。该测定仪结构简单、体积小，便于携带，使用方便。
图1为支架受力和迎山角的原理分析图图2为仪器的结构示意图图3为仪器的俯视图图4为仪器支撑板形式图图5为检测锚杆角度示意图图6为仪器面板图图1中MN－巷道或煤层顶板法线。
CD－支架架设方向；β－支架迎山角；δ－支架迎山角的余角δ＝α－δ；α－巷道或煤层顶板倾角；P－重力；F1－倾斜方向分力，此力能沿倾斜方向推动支架；F2－垂直顶板的分力。
图2、3、5、中1－主动件2－从动件3－倾角指针4－迎山角指针5－定位销6－调平指针7－支撑板8－调平螺杆9－调平螺母10－调平旋纽11－面板12－仪器后盖13－主动件旋转轴14－从动件旋转轴15－调平销16－固定螺母17－框壳18－定位销滑动架19－调平螺杆定位座20－锚杆21－锚杆及从动件接长件(两者重合)MN－巷道顶板法线A1～A6－定位孔图4中01－主动件旋转轴孔02－从动件旋转轴孔K1－定位销旋转围孔K2－从动件迎山角指针通过孔K3－调平销通过孔K4－调平旋钮孔下面对照附图描述各部件的细节及其使用方法一、主动件(1)该部件固定在仪器的支撑板(7)的前面，绕轴孔(01)即轴(13)旋转，专门测量巷道和煤层顶板的倾角(α)以及铁路的坡度。主动件(1)为“T”字形，在其横平部分的中心线中点钻有一个轴孔(01)，穿轴(13)固定在直撑板(7)的轴孔(01)上。在该主动件(1)之轴孔(01)的左侧掏一长圆孔，插定位销(5)，长圆孔的左侧焊一个竖直指针(3)，指示煤层倾角(α)，轴孔(01)的右端也掏一长圆孔，插调平销(15)。“T”字形主动件(1)竖直部分的下端刻有迎山角刻度。
二、从动件(2)为“T”字形，固定在支撑板(7)的背面，绕轴孔(02)即轴(14)旋转，用以测量支架迎山角、锚杆角度、棚腿扎角等，两轴心距0102＝10毫米，并位于仪器的同一水平线上。距轴孔(02)的左侧3个单位长度的位置钻一孔(A1)往左每隔1个单位长度钻一孔，共钻6个这样的孔(A1～A6)，供插定位销(5)用，并在其背面焊有定位销滑动架(18)。在该从动件(2)的竖直部分的端头设接杆槽口，用于接长。在轴孔(02)向下80毫米处焊一竖直指针(4)指示迎山角、锚杆角度、棚腿扎角的大小。
主动件(1)与从动件(2)通过定位销(5)联接后产生联动，专门测量支架迎山角。定位销不联接，其主动件(1)和从动件(2)各自独立旋转，完成各自的测量功能。
三、支撑板(7)用于固定主动件(1)和从动件(2)。在水平中心线的中部钻两个轴孔(01、02)，孔距为10毫米，该两孔穿轴(13)、(14)，供主动件(1)、从动件(2)旋转用，在该两孔的左侧掏一个扇形孔(K1)，便于定位销(5)穿过，轴孔(02)的下方掏一个R＝80毫米的弧形孔(K2)，该弧形孔宽为3毫米，供从动件(2)的迎山角指针(4)通过。该支撑板(7)的右侧掏一竖直长槽孔(K3)供调平销(15)通过，在长槽孔(K3)的下方掏一长方孔(K4)供调平旋钮(10)旋转。
四、仪器面板在中心线左侧掏一个R＝100毫米的园形槽口，并刻有刻度，供倾角指针(3)通过并指示倾角角度，水平线下方掏一个R＝80毫米的园弧形槽口并刻有刻度，供迎山角指针(4)通过并指示角度。
五、调平机构仪器本身不用调平。主动件(1)的调平是通过调平螺杆(8)、螺母(9)、调平销(15)、调平指针(6)来完成的。拨动调平旋钮(10)带动调平螺杆(8)旋转，迫使稠平螺母(9)升降，通过调平销(15)牵动主动件(1)上、下移动，当调平指针(6)指向刻度盘的专用调平标志“0”线时，则主动件(1)为水平位置。
六、定位销(5)及其滑动架(18)滑动架(18)焊接在从动件(2)左端诸园孔的两端，定位销(5)沿滑动件(2)左端诸园孔的两端，定位销(5)沿滑动架(18)移动，可以插入每个定位孔中，以连接主动件(1)和从动件(2)。
该仪器的主动件、从动件、支撑板可用铝合金或硬塑料板制作。其余部件的材料均可用普通钢或硬塑料板制作。
本实用新型的使用方法一、测量回采工作面液压支柱和掘进巷道棚腿的迎山角将仪器上边敷一长直尺紧贴顶板的倾斜面拨动调平旋钮(10)使主动件(1)处于水平，由倾斜指针(3)读出倾角的大小，然后打开仪器的后盖方孔，将定位销(5)插入A1～A6某一孔中(根据规定)，接长从动件(2)，再将主动件(1)调至水平位置，从动件(2)的迎山角指针(4)便指示出迎山角的度数。从而可以确定支架的架设方向。为测定准确，需将从动件旋转轴(14)对准支架中心。
二、测量锚杆角度主动件(1)和从动件(2)不联接，利用从动件(2)来测量。
测量锚杆角度时，需事先配制锚杆接杆(一端带母丝扣，可拧到锚杆外露丝扣上)。检测前将从动件(2)接长，检测时将锚杆接杆从仪器后面的套环(与从动件旋转轴(14)联结)中通过并拧到锚杆外露丝扣上，让仪器上边贴紧(借助于一直尺)顶板，拨动从动件(2)(接长部分)与锚杆接杆重合，从动件指针(4)的读数就是锚杆的角度(锚杆与顶板的法线的夹角)。
三、测量铁道坡度主动件(1)和从动件(2)不联接。测量时将仪器下边(可敷一直尺)放于轨道上，调平主动件(1)，则主动件(1)倾角指针(3)的读数便是轨道坡度的大小。
四、测量梯形棚腿扎角的大小主动件(1)，从动件(2)不联接，从动件(2)接长。测量前将仪器上边紧贴于棚梁，侧边顶住棚腿，拨动从动件(2)的接长部分与棚腿平行，则从动件指针(4)的读数即为棚腿扎角。
五、测量棚梁水平度主动件(1)、和从动件(2)不联接。测量时将仪器上边紧贴棚梁，将主动件(1)调平，则主动件(1)的指针(3)的读数便是棚粱的水平度(俗称山水)。
六、测量某一平面的水平度主动件(1)、从动件(2)不联接。将仪器的下边放在某一平面上(可垫一平板)，拨动调平机构，使主动件(1)处于水平，则主动件指针(3)指示的便是该平面的倾斜度。
权利要求1.一种由带有圆弧形槽孔及角度刻度的面板(11)构成的矿井支架迎山角测定仪，其特征在于有下列各件组成①支撑板(7)，其上有两个轴孔(O1、O2)，左倾有扇形孔(K1)，下侧有弧形孔(K2)，右侧有一长方孔(K3)，②位于支撑板(7)前面、绕轴(13)转动的“T”字形主动件(1)，其左、右两侧各有一长园孔，中间有轴孔(O1)，下端呈弧形边并带角刻度，左端有指针(3)，以及配合主动件调水平用的调平指示器(6)，③位于支撑板(7)后面、绕轴(14)转动的、“T”字形从动件(2)，其中间有轴孔(O2)，下端有指针(4)，侧有至少4个定位孔，孔间距为一个长度单位，即轴孔O1O2的距离，第一位孔(A1)至轴孔O2的距离为3个单位长度，④定位销(5)插在从动件(2)的定位孔和主动件(1)的左侧长圆孔内。
2.按照权利要求1所述的矿井支架迎山角侧定仪，其特征在于所说的调平指示器(6)为一指示铅垂方向的重垂式指针。
3.按照权利要求1或2所述的矿井支架迎山角侧定仪，其特征在于所说的主动件(1)右侧长圆孔和支撑板(7)的长方形(K3)内插有调平销(15)，调节调平旋钮(10)，可通过调平螺杆(8)使调平销(15)上下移动。
专利摘要本实用新型涉及一种矿井支架迎山角测定仪，由主动件、从动件、支撑板等组成，该测定仪能一次准确地测出支架迎山角、锚杆的角度，还能测定铁道坡度棚梁水平度、梯形棚腿的扎角以及某一平面的水平度。该仪器的出现结束了工人施工用目测的历史，从而为矿井质量标准化管理和安全施工提供了保证，该仪器结构简单，操作方便，测量速度快，读数准确，很受工人欢迎。
文档编号G01B5/24GK2086885SQ9021401
公开日1991年10月16日 申请日期1990年6月26日 优先权日1990年6月26日
发明者李恒才 申请人:肥城矿务局杨庄煤矿