一种巷道支护顶层沉陷预警装置的制作方法

1.本发明属于地下工程技术领域，具体地说涉及一种巷道支护顶层沉陷预警装置。


背景技术：

2.地下工程建设涉及道路修建、矿采等，在地下工程建设过程中需要开挖地下巷道。地下巷道是在地表与矿体之间钻凿出的各种通路，其稳固性关乎所有巷道内工作人员的生命安全，因此，需要对巷道进行支护和检测，预防巷道沉陷。
3.现有的巷道预警装置通常采用光学预警的方式，但是，其使用过程中需要长时间处于工作状态，同时，巷道预警装置数量较多，长时间处于工作状态会使能耗增大，提高用电成本。此外，现有的巷道预警装置在出现沉陷时，不能起到一定的防护作用。


技术实现要素：

4.针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种巷道支护顶层沉陷预警装置。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种巷道支护顶层沉陷预警装置，包括顶板、支撑组件、开关组件和声光报警器，所述顶板沿着巷道的顶面设置，所述支撑组件位于顶板的下方并对顶板起到支撑作用，所述顶板上设有与其滑动连接的受力柱，所述受力柱的端部与巷道的顶面相贴设置，所述开关组件与受力柱对应设置，且所述开关组件与声光报警器通讯连接，当巷道顶面发生沉陷时，受力柱受压移动并触发开关组件，所述声光报警器进行声光报警。
7.进一步，所述顶板的顶部开设开孔，且顶板的内部开设与开孔连通的安装腔。
8.进一步，所述受力柱位于开孔内，且受力柱通过检测弹簧与安装腔的底面连接。
9.进一步，所述开孔的孔壁上安装有防护垫圈，所述防护垫圈与受力柱滑动连接。
10.进一步，所述受力柱远离安装腔的端部设有与巷道的顶面相贴设置的检测片。
11.进一步，所述开关组件包括相适配的金属触点和触击开关，所述触击开关位于受力柱靠近安装腔的端部，所述金属触点位于安装腔内并与触击开关对应设置。
12.进一步，所述受力柱沿着巷道的顶面设有多个，且受力柱与开关组件一对一设置。
13.进一步，所述顶板的形状与巷道顶面纵截面的形状匹配。
14.进一步，多个受力柱沿着巷道顶面纵截面均布。
15.进一步，多个受力柱沿着巷道顶面纵截面设置成多组。
16.进一步，所述顶板的下方设有安装壳体，所述安装壳体内设有供电组件和控制器，所述供电组件分别与开关组件、声光报警器和控制器电连接，所述控制器分别与开关组件、声光报警器通讯连接。
17.进一步，所述安装壳体内设有加强罩，且供电组件和控制器均位于加强罩内。
18.进一步，所述加强罩与安装壳体之间存在间距，避免安装壳体受力变形时直接导致加强罩出现变形，保证供电组件和控制器工作的安全性。
19.进一步，所述支撑组件包括支撑柱和支撑板，所述支撑柱沿着巷道的高度方向设置，且支撑柱的顶部通过支撑板与顶板连接。
20.进一步，所述支撑柱的底部设有抓地盘，且所述抓地盘上设有齿形凸起，以提高支撑柱与巷道底面的连接稳定性。
21.进一步，所述支撑柱设有多个，相邻的支撑柱之间连接有防护板，对巷道掉落的碎块进行拦截。
22.进一步，所述安装壳体的两侧均设有弹性保护垫，且弹性保护垫的顶部与顶板贴合连接。
23.进一步，所述弹性保护垫上设有紧急照明灯，所述紧急照明灯与供电组件电连接，且紧急照明灯与控制器通讯连接。
24.进一步，所述弹性保护垫远离安装壳体的一侧设有加强层，且加强层远离弹性保护垫的一侧与支撑板连接，所述声光报警器位于加强层上。
25.进一步，所述加强层上设有备用供电组件，所述备用供电组件分别与开关组件、声光报警器、紧急照明灯和控制器电连接。
26.进一步，所述安装壳体的下方设有金属杆，所述金属杆的底部与承重杆连接，所述承重杆的两端分别通过连接杆与加强层连接。
27.进一步，所述金属杆沿着巷道的高度方向设置，所述承重杆的形状与巷道顶面纵截面的形状匹配。
28.进一步，所述巷道顶面纵截面、顶板和承重杆均为弧形。
29.进一步，所述支撑板靠近巷道侧壁的一端设有尖端，且尖端嵌入巷道侧壁。
30.进一步，所述承重杆的两端分别通过加强杆与支撑板连接。
31.进一步，沿着巷道的延伸方向，所述巷道支护顶层沉陷预警装置设有多个。
32.本发明的有益效果是：
33.1、当巷道发生沉陷时，受力柱会受到压力，随着压力增大，检测弹簧收缩并触发开关组件，开关组件向控制器发出信号，控制器得到信号并控制声光报警器发出预警，达到实时监测巷道沉陷情况的目的，减少人员伤亡以及工程损失。
34.2、巷道未发生沉陷时，声光报警器、紧急照明灯处于不工作状态，减少不必要的电量损耗，节省电力资源。
35.3、当巷道发生沉陷时，支撑组件、顶板、金属杆、承重杆、连接杆和加强杆配合，具有一定的防护支撑能力，利于工作人员逃生或者是紧急加固维修，提升安全性。
36.4、设置备用供电组件，当供电组件不能提供供电时，保证声光报警器、紧急照明灯和控制器仍能正常工作。
37.5、开孔的孔壁上安装防护垫圈，同时，防护垫圈与受力柱滑动连接，有效的避免灰尘等颗粒物进入顶板内。
38.6、加强罩与安装壳体之间存在间距，避免安装壳体受力变形时直接导致加强罩出现变形，保证供电组件和控制器工作的安全性。
附图说明
39.图1是本发明一种实施方式的整体结构示意图；
40.图2是图1中a处局部示意图；
41.图3是支撑组件的示意图；
42.图4是本发明另一种实施方式的整体结构示意图。
43.附图中：1-顶板、2-安装壳体、3-开孔、4-受力柱、5-检测片、6-检测弹簧、7-声光报警器、8-加强罩、9-供电组件、10-控制器、11-金属触点、12-触击开关、13-支撑柱、14-支撑板、15-固定件、16-弹性保护垫、17-加强层、18-金属杆、19-承重杆、20-连接杆、21-紧急照明灯、22-抓地盘、23-防护垫圈、24-备用供电组件、25-防护板、26-加强杆。
具体实施方式
44.为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本技术保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
45.下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
46.实施例一：
47.如图1-图3所示，一种巷道支护顶层沉陷预警装置，包括顶板1、支撑组件、开关组件和声光报警器7，所述顶板1沿着巷道的顶面设置，所述支撑组件位于顶板1的下方并对顶板1起到支撑作用，所述顶板1上设有与其滑动连接的受力柱4，所述受力柱4的端部与巷道的顶面相贴设置，所述开关组件与受力柱4对应设置，且所述开关组件与声光报警器7通讯连接，当巷道顶面发生沉陷时，受力柱4受压移动并触发开关组件，所述声光报警器7进行声光报警。
48.所述顶板1的顶部开设开孔3，且顶板1的内部开设与开孔3连通的安装腔。所述受力柱4位于开孔3内，所述受力柱4远离安装腔的端部设有与巷道的顶面相贴设置的检测片5，受力柱4通过检测弹簧6与安装腔的底面连接。同时，所述开孔3的孔壁上安装有防护垫圈23，所述防护垫圈23与受力柱4滑动连接，通过设置防护垫圈23，可以有效的避免灰尘等颗粒物进入顶板1内。
49.所述开关组件包括相适配的金属触点11和触击开关12，所述触击开关12位于受力柱4靠近安装腔的端部，所述金属触点11位于安装腔内并与触击开关12对应设置。也就是说，受力柱4受压移动过程中，检测弹簧6同步被压缩，当检测弹簧6处于完全收缩状态时，金属触点11和触击开关12接触，此时，开关组件处于触发状态。预先测定检测弹簧6的极限作用力，检测弹簧6在未受到极限作用力时，不会处于完全收缩状态，以规避外界因素(非沉陷)导致的受力柱4受力，而引发声光报警器7启动的情况。
50.所述受力柱4沿着巷道的顶面设有多个且沿着巷道顶面纵截面均布，所述受力柱4与开关组件一对一设置。同时，所述顶板1的形状与巷道顶面纵截面的形状匹配。本实施例中，所述顶板1为弧形。在其他一些实施例中，多个受力柱4沿着巷道顶面纵截面设置成多组。
51.所述顶板1的下方设有安装壳体2，所述安装壳体2内设有供电组件9和控制器10，所述供电组件9分别与开关组件、声光报警器7和控制器10电连接，所述控制器10分别与开
关组件、声光报警器7通讯连接。当金属触点11与触击开关12接触后，控制器10会得到触发信号，即说明当前巷道支护顶层沉陷预警装置的上方出现了沉陷情况，控制器10传递信号至声光报警器7进行声光报警。
52.所述安装壳体2内设有加强罩8，且供电组件9和控制器10均位于加强罩8内。优选的，所述加强罩8与安装壳体2之间存在间距，避免安装壳体2受力变形时直接导致加强罩8出现变形，保证供电组件9和控制器10工作的安全性。
53.所述支撑组件包括支撑柱13和支撑板14，所述支撑柱13沿着巷道的高度方向设置，且支撑柱13的顶部通过支撑板14与顶板1连接。具体的，所述支撑板14通过固定件15与支撑柱13连接。所述支撑柱13的底部设有抓地盘，且所述抓地盘上设有齿形凸起，以提高支撑柱13与巷道底面的连接稳定性。所述支撑柱13设有多个，相邻的支撑柱13之间连接有防护板25，所述防护板25沿着巷道的高度方向设置多组，对巷道掉落的碎块进行拦截。
54.所述安装壳体2的两侧均设有弹性保护垫16，且弹性保护垫16的顶部与顶板1贴合连接。所述弹性保护垫16上设有紧急照明灯21，所述紧急照明灯21与供电组件9电连接，且紧急照明灯21与控制器10通讯连接。当开关组件触发后，控制器10也控制紧急照明灯21启动，利用紧急照明灯21的照明效果，方便工作人员通过。
55.所述弹性保护垫16远离安装壳体2的一侧设有加强层17，且加强层17远离弹性保护垫16的一侧与支撑板14连接，所述声光报警器7位于加强层17上，加强层17和安装壳体2能够给顶板1提供一定的支撑力。所述加强层17上设有备用供电组件24，所述备用供电组件24分别与开关组件、声光报警器7、紧急照明灯21和控制器10电连接。当供电组件9不能提供供电时，确保声光报警器7可以通过备用供电组件24进行供电，同时，备用供电组件24与加强层17之间采用插拔式连接，方便对备用供电组件24进行更换。
56.所述安装壳体2的下方设有金属杆18，且金属杆18沿着巷道的高度方向设置。所述金属杆18的底部与承重杆19连接，所述承重杆19的两端分别通过连接杆20与加强层17连接，同时，所述承重杆19的形状巷道顶面纵截面的形状匹配。也就是说，承重杆19与金属杆18以及连接杆20之间形成支撑结构，能够对安装壳体2起到一定的支撑作用，同时，承重杆19也可以用来挂载安全带钩等工具，具有一定的承重功能。本实施例中，所述承重杆19为弧形。
57.实施例二：
58.本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：
59.沿着巷道的延伸方向，所述巷道支护顶层沉陷预警装置设有多个。所述控制器10与终端服务器通讯连接，如在监控室设置终端服务器，其与各个巷道支护顶层沉陷预警装置通讯连接，当其中一个巷道支护顶层沉陷预警装置发生警报时，可以将沉陷情况输送至终端服务器，方便工作人员能够更精准的对发出警报信号的巷道支护顶层沉陷预警装置进行定位。
60.实施例三：
61.如图4所示，本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：
62.所述支撑板14靠近巷道侧壁的一端设有尖端，且尖端嵌入巷道侧壁，在一定程度上能够提供额外的支撑力，加强顶板1的稳定性。同时，所述承重杆19的两端分别通过加强杆26与支撑板14连接。承重杆19、金属杆18、连接杆20、加强杆26以及支撑板14之间形成支
撑结构，用于将顶板1进行固定，使得其能够在长时间的工作环境下保持稳定性，也能够提升安全性能。
63.所述承重杆19设有多组，调整承重杆19的数量，使承重杆19与顶板1的长度适配。在发生意外情况时，工作人员可以用手扶住承重杆19，来确保行走过程中不会突然摔倒。同时，承重杆19的数量最少设有两组，在顶板1受到压力时，能够将受到的压力分摊均匀，提升承载能力。
64.以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本技术范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。