一种巷道表面位移及表面轮廓测量装置的制造方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本实用新型涉及一种巷道表面位移及表面轮廓测量装置，属于煤矿矿压观测及测量领域。
【背景技术】
[0002]巷道表面位移是巷道矿压观测的重要内容，它包括巷道顶底板移近量、两帮移近量、顶板下沉量、底板底鼓量及帮位移量。目前，测量方法主要采用十字布点法，测量仪器有钢卷尺、测杆、测枪、收敛仪，以及光学和声波测量工具。这类测量工具往往一次只能测量出顶板、底板及两帮中部的表面位移量，若需测量整个巷道断面内多个基点的位移量，则需多次选点，测量工作十分复杂，且误差较大。
[0003]目前对巷道表面轮廓的测量尚未见专门的仪器，现场往往通过选取几个典型测点进行单独测量，汇总所得数据绘制出巷道表面轮廓，存在测量方法费时费力，误差较大等不足。
【发明内容】
[0004]为了克服现有测量装置不能一次性测出巷道内同一断面多个测点位移量的不足，本实用新型提供一种巷道表面位移及表面轮廓测量装置，该装置不仅能一次性测出巷道内同一断面多个测点的位移量，而且能根据多个测点的位移量绘制出巷道表面轮廓图，为巷道矿压观测及测量工作提供了便利。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种巷道表面位移及表面轮廓测量装置，包括三向卷尺及螺纹圆环钉。所述三向卷尺，由壳体、设置在壳体内的三个卷尺轮、卷尺、壳体外部水平仪、壳体外表面刻度尺和制动装置组成；所述螺纹圆环钉，由金属圆环及左旋螺纹钉体组成。
[0006]所述三向卷尺，其特征在于所述三个卷尺轮相互平行布置，卷尺轮内设有固定在壳体内的卷尺轴，卷尺环绕在卷尺轮上，三条卷尺可分别向左右水平及竖直三个方向拉出，左向及右向卷尺测量端部为一按扣结构，方便与螺纹圆环钉固定连接，竖向卷尺为普通测量端部，可实现向水平及竖直方向上表面位移的测量。
[0007]所述三向卷尺，其特征在于在壳体顶底板中部分别设置水平仪，测量时使水平气泡居中，保证测量的准确性。
[0008]所述三向卷尺，其特征在于在壳体底板表面设置刻度尺。
[0009]所述三向卷尺，其特征在于在卷尺出口位置分别设置制动装置，它由制动按钮、制动连杆、销轴、制动压块及制动摩擦片组成，制动按钮设置在壳体外部，通过销轴与制动连杆一端连接，制动连杆另一端与制动压块或制动摩擦片连接，按动或弹起制动按钮，实现卷尺的制动与释放。
[0010]所述螺纹圆环钉，其特征在于钉体材质为左旋螺纹钢，与钉体相连部分为一金属圆环结构，便于卷尺测量端头以按扣形式固定连接。
[0011]有益效果:本实用新型提供的螺纹圆环钉可以固定在巷道两帮选定测量基点上，三向卷尺中的左向及右向卷尺测量端头可分别与螺纹圆环钉的圆环结构以按扣形式固定连接，三向卷尺可在水平方向上任意移动，当移动到不同位置时，竖向卷尺便可以此为基点测出对应顶底板的位移量，实现一次选点就可测出顶底板多个基点的位移量，方便绘制巷道表面轮廓图。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0013]图1是本实用新型的结构示意图，其中(a)为三向卷尺，(b)为螺纹圆环钉。
[0014]图2是三向卷尺壳体底板表面示意图。
[0015]图3是巷道表面位移及表面轮廓测量示意图。
[0016]图4是图3中帮部测点A处的局部放大图。
[0017]图中l，la，lb_卷尺轴；2_水平仪；3_制动按钮；4，4a_制动连杆；5，5a_销轴；6-制动摩擦片；7，7a，7b-卷尺轮；8_壳体；9_制动压块；10，10a，1b-卷尺；11_壳体外表面刻度尺；12_金属圆环；13_左旋螺纹钉体；14_木楔；15_卷尺测量端部按扣结构。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本实用新型包括三向卷尺及螺纹圆环钉，图1 (a、b)所示。
[0019]在图1(a)中，三向卷尺由壳体8、设置在壳体内三个相互平行的卷尺轮7、7a、7b，卷尺10、10a、10b，壳体外部水平仪2，壳体外表面刻度尺11，和位于卷尺出口位置的制动装置组成。所述卷尺轮7、7a、7b内设有固定在壳体8内的卷尺轴l、la、lb，卷尺10环绕在卷尺轮7上，三条卷尺出口处分别设置有制动装置，可分别向左右水平，竖直三个方向上拉出卷尺10、10a、1b进行位移的测量；所述水平仪2，分别固定设置在壳体外部顶底板中部，与卷尺轴Ia位于同一中心线上；所述刻度尺11，固定设置在壳体底板表面，如图2所示，水平仪2、竖向卷尺1b出口与刻度尺12位于同一表面；所述制动装置，由制动按钮3、销轴5、5a，制动连杆4、4a，制动摩擦片6及制动压块9组成，制动按钮3通过销轴5、5a与制动连杆4、4a —端连接，制动连杆4、4a另一端与制动摩擦片6或制动压块9连接；按动制动按钮3，制动连杆4、4a绕销轴5、5a旋转，带动制动连杆4、4a抬起，与制动连杆4、4a相连的制动摩擦片6或制动压块9也抬起，此时可以拉出卷尺10进行巷道表面位移的测量；弹起制动按钮3，制动连杆4、4a放下，与制动连杆相连的制动摩擦片6或制动压块9也放下，卡住卷尺10进出，需要注意的是右向卷尺1a与竖向卷尺1b为同一制动按钮控制。
[0020]在图1(b)中，螺纹圆环钉由金属圆环12、左旋螺纹钉体13组成，其中金属圆环12可与卷尺测量端部15以按扣形式固定连接，钉体13可钉入或拧入木楔14中，如图4所示。
[0021]如图3(a)所示，在巷道某一断面两帮中点分别设置测量基点A、B，在基点A、B上打上木楔14，在木楔上分别钉入或拧入螺纹圆环钉(见图4);以基点A作为起点为例进行表面位移测量，具体步骤如下:拉动左向卷尺按扣端头15与A处圆环12相扣，保证两者的固定连接，拉动三向卷尺向右水平移动，直至到达基点B，利用制动装置锁住卷尺，读出左向卷尺10示数，加上三向卷尺表面刻度尺11读数即为两帮初始位移量W两帮(Wab);使右向卷尺按扣端头与B处圆环12相扣，释放左向卷尺，拉动三向卷尺向右水平移动，此时左向卷尺缩回，右向卷尺伸出，到达巷道中部c(初始位移一半)时，锁住左向及右向卷尺，并向上竖直拉出竖向卷尺，直到到达D点，读出竖向卷尺示数，即为顶板初始位移量Wa，翻转仪器，保持测量基点C不变，如图3(b)，向下垂直拉出竖向卷尺，到达D’点，读出竖向卷尺示数，即为底板初始位移量Wis，Wa +Wfi = Wws (Wdd,)，为顶底板初始位移量；由于三向卷尺可左右水平拉动，可以任一位置为测量基点，如F、H点，进行顶底板位移量的观测，实现一次选点即可观测巷道多基点的表面位移。采用上述测量步骤测量并记录每次所得数据，每次记录数据与初始值的差为该时刻巷道表面累计位移量，最后一次测量的数值与初始值的差为巷道表面最终累计位移量。特别注意的是每次测量过程都要保证水平仪中气泡的居中，确保左向及右向卷尺保持水平，竖向卷尺保持竖直。
[0022]巷道表面轮廓的绘制:取每次测量所得数据Wf WDD，、WEE，、Wee.，可绘制出巷道表面轮廓图。
【主权项】
1.一种巷道表面位移及表面轮廓测量装置，包括三向卷尺及螺纹圆环钉，其特征在于:三向卷尺，由壳体、设置在壳体内的三个卷尺轮、卷尺、壳体外部水平仪、壳体外表面刻度尺和制动装置组成；螺纹圆环钉，由金属圆环及左旋螺纹钉体组成。
2.根据权利要求1所述的一种巷道表面位移及表面轮廓测量装置，其特征在于:所述的三个卷尺轮相互平行布置，卷尺轮内设有固定在壳体内的卷尺轴，卷尺环绕在卷尺轮上，三条卷尺可分别向左右水平及竖直三个方向拉出，左向及右向卷尺测量端部为一按扣结构，竖向卷尺为普通测量端部。
3.根据权利要求1所述的一种巷道表面位移及表面轮廓测量装置，其特征在于:所述的水平仪分别设置在壳体顶底板中部。
4.根据权利要求1所述的一种巷道表面位移及表面轮廓测量装置，其特征在于:所述的刻度尺设置在壳体底板表面。
5.根据权利要求1所述的一种巷道表面位移及表面轮廓测量装置，其特征在于:所述的制动装置分别设置在卷尺出口处，它由制动按钮、制动连杆、销轴、制动压块及制动摩擦片组成，制动按钮设置在壳体外部，通过销轴与制动连杆一端连接，制动连杆另一端与制动压块或制动摩擦片连接。
6.根据权利要求1所述的一种巷道表面位移及表面轮廓测量装置，其特征在于:所述的钉体材质为左旋螺纹钢，与钉体相连部分为一金属圆环结构。
【专利摘要】本实用新型提供一种巷道表面位移及巷道表面轮廓测量装置，包括三向卷尺及螺纹圆环钉。三向卷尺由壳体、设置在壳体内的三个卷尺轮、卷尺、壳体外部水平仪、壳体外表面刻度尺和制动装置组成；螺纹圆环钉，由金属圆环及左旋螺纹钉体组成。其特征在于，三个卷尺轮互相平行布置，卷尺绕在卷尺轮上旋转；壳体外部水平仪分别布置在壳体顶底板中部；壳体底板表面设置刻度尺；制动装置位于卷尺出口处可锁住卷尺；钉体材质为左旋螺纹钢，与钉体连接的金属圆环可与卷尺测量端头以按扣形式固定连接。该装置设计新颖，结构简单合理，一次选点就能测出巷道多个基点的位移量，方便绘制巷道表面轮廓图。
【IPC分类】G01B5-00, G01B5-20
【公开号】CN204555867
【申请号】CN201520184951
【发明人】于明江
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月30日