一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置的制作方法

1.本发明属于矿洞防护相关技术领域，具体涉及一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置。

背景技术：

2.在对煤矿进行开采时，由于是在地下作业，为避免矿洞出现失稳和坍塌，需要将矿洞进行有效的支撑，可通过预制混凝土构件对矿洞内壁进行支撑，当矿洞直径较大时还可配合二次支撑装置对矿洞进行二次加固，以提高矿洞的稳定性，但现有的矿洞内壁二次支撑装置在使用时还存在一些不足之处。
3.现有的二次支撑装置技术存在以下问题：现有的二次支撑装置支撑防护的灵敏度较低，操作较为繁琐，在支撑操作过程中耗费时间，难以保障矿洞的安全施工，此外支撑的稳定性不够，安全强度不够。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置，以解决上述背景技术中提出的支撑操作繁琐、支撑稳定性不够的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置，包括传动丝杆、第一支撑平板、与第一支撑平板的底端相铰接的第二支撑平板、与第二支撑平板平行设置的第三支撑平板、设置在第一支撑平板与第二支撑平板之间的倾斜压力监测组件、以及与倾斜压力监测组件信号连接的蜂鸣器及驱动设备，所述第二支撑平板与第三支撑平板相对一面的边缘位置均固定连接有三组铰接座，其中一组铰接座之间连接有第一扩撑件，另外两组铰接座之间连接有第二扩撑件，所述第二支撑平板与第三支撑平板的上半部分通过第一扩撑件连接，所述第二支撑平板与第三支撑平板的下半部分通过第二扩撑件连接，所述第一扩撑件与第二扩撑件在传动丝杆的传动作用下同步伸展并向外扩撑形成扩张支撑体，所述第二支撑平板朝向第三支撑平板的一面设置有用于在第二扩撑件伸展的过程中逐步抬升对扩张支撑体进一步支撑的斜撑组件。
6.优选的，所述倾斜压力监测组件包括压力传感器，所述压力传感器的两侧分别固定有第一弹簧与第二弹簧，所述第一弹簧与第二弹簧远离压力传感器的一端分别与第一支撑平板和第二支撑平板固定连接。
7.优选的，所述第一扩撑件包括第一固定块，所述第一固定块的两侧同轴固定有第一横杆，所述第一横杆的外侧设置有第一连杆与第二连杆，所述第一连杆的一端与第二连杆的一端相铰接，所述第一连杆的另一端与第二支撑平板上部分的铰接座相铰接，所述第二连杆的另一端与第三支撑平板上部分的铰接座相铰接，所述第一横杆远离第一固定块的一端与第二连杆的中部分转动连接。
8.优选的，所述第二扩撑件包括两个第二固定块，两个所述第二固定块的两侧均固定连接有第二横杆，所述第二横杆的外侧设置有第三连杆与第四连杆，所述第三连杆的一
端与第四连杆的一端相铰接，两个所述第二固定块两侧的第三连杆分别与第二支撑平板下部分的两组铰接座相铰接，两个所述第二固定块两侧的第四连杆分别与第三支撑平板下部分的两组铰接座相铰接，两个所述第二固定块两侧的第二横杆分别与第四连杆的中部分转动连接，上下两个所述第三连杆与第四连杆的铰接处均铰接有拉升杆，两个拉升杆的相对一面固定连接有第三横杆。
9.优选的，所述传动丝杆的外表面设有三段螺纹，位于传动丝杆上部分的螺纹与位于传动丝杆中间部分以及下部分的螺纹方向相反，所述第一固定块与传动丝杆上部分螺纹连接，两个所述第二固定块分别与传动丝杆中间部分以及下部分螺纹连接。
10.优选的，所述斜撑组件包括斜撑杆，所述斜撑杆的顶端与第二支撑平板朝向第三支撑平板的一面相铰接，所述斜撑杆的中部位置固定连接有阻挡杆，所述第二支撑平板位于斜撑杆的一侧面固定连接有拉簧，所述拉簧的一端与斜撑杆固定连接，所述阻挡杆与拉簧分别位于第三横杆的上下两侧，所述斜撑杆通过拉簧的拉力抵在第三横杆上。
11.与现有二次支撑装置技术相比，本发明提供了一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置，具备以下有益效果：
12.1、本发明通过在第一支撑平板与第二支撑平板之间设置倾斜压力监测组件当矿洞内壁出现坍塌事故后，第一支撑平板能够克服第一弹簧与第二弹簧的弹力而向第二支撑平板进行压缩，通过压力传感器感知压力大小，以判断第一支撑平板的相对于第二支撑平板的倾斜程度，在当该倾斜程度处于设定安全阈值内时，蜂鸣器可开启报警，提醒工作人员进行查看，在当该倾斜程度超过安全阈值时，驱动设备开始工作，对坍塌现场进行支撑保护，反应灵敏、节省操作时间，能够保障矿洞的安全施工；
13.2、本发明通过在第二支撑平板与第三支撑平板之间设置第一扩撑件与第二扩撑件，由于第一扩撑件与第二扩撑件组成平行四边形的结构体系，在当传动丝杆收到外部驱动设备转动时，能够驱使第一固定块向下运动，而两个第二固定块同步向上运动，进而能够将第二支撑平板与第三支撑平板向外支撑开来，展开后的第一扩撑件与第二扩撑件能够与第二支撑平板、第三支撑平板之间形成对矿洞内壁的二次扩张支撑体，提高安全强度；
14.3、本发明在第一扩撑件与第二扩撑件扩张运动的过程中，能够拉动拉升杆相对于第二支撑平板、第三支撑平板向上提升，进而带动第三横杆向上顶动斜撑杆，使斜撑杆支撑开来，与第二支撑平板、第三支撑平板之间形成三角支撑关系，进一步提高支撑的稳定性。
附图说明
15.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
16.图1为本发明提出的一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置示意图；
17.图2为本发明提出的图1中a处放大结构示意图；
18.图3为本发明提出的图1中b处放大结构示意图；
19.图4为本发明提出的第一扩撑件结构示意图；
20.图5为本发明提出的第二扩撑件结构示意图；
21.图中：1、第一支撑平板；2、第二支撑平板；3、第三支撑平板；4、传动丝杆；5、第一扩
撑件；6、铰接座；7、第二扩撑件；8、第一弹簧；9、第二弹簧；10、压力传感器；11、斜撑杆；12、阻挡杆；13、拉簧；14、第一连杆；15、第二连杆；16、第一横杆；17、第一固定块；18、第三连杆；19、第四连杆；20、第二横杆；21、第二固定块；22、拉升杆；23、第三横杆。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.请参阅图1-图5，本发明提供一种技术方案：一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置，包括传动丝杆4、第一支撑平板1、与第一支撑平板1的底端相铰接的第二支撑平板2、与第二支撑平板2平行设置的第三支撑平板3、设置在第一支撑平板1与第二支撑平板2之间的倾斜压力监测组件、以及与倾斜压力监测组件信号连接的蜂鸣器及驱动设备，还包括用于控制蜂鸣器及驱动设备的单片机，倾斜压力监测组件包括压力传感器10，压力传感器10的两侧分别固定有第一弹簧8与第二弹簧9，第一弹簧8与第二弹簧9远离压力传感器10的一端分别与第一支撑平板1和第二支撑平板2固定连接，在当矿洞内壁出现坍塌事故后，二次支撑装置受到碎石影响而被挤压，也即第一支撑平板1克服第一弹簧8与第二弹簧9的弹力而向第二支撑平板2进行压缩，通过压力传感器10感知压力大小，以判断第一支撑平板1的相对于第二支撑平板2的倾斜程度，在当该倾斜程度处于设定安全阈值内时，压力传感器10向单片机进行反馈，由单片机向蜂鸣器下达报警指令，提醒工作人员进行查看，在当该倾斜程度超过安全阈值时，由单片机直接向驱动设备开始工作，对坍塌现场进行支撑保护。
24.需要说明的是，第二支撑平板2与第三支撑平板3相对一面的边缘位置均固定连接有三组铰接座6，其中一组铰接座6之间连接有第一扩撑件5，第一扩撑件5包括第一固定块17，第一固定块17的两侧同轴固定有第一横杆16，第一横杆16的外侧设置有第一连杆14与第二连杆15，第一连杆14的一端与第二连杆15的一端相铰接，第一连杆14的另一端与第二支撑平板2上部分的铰接座6相铰接，第二连杆15的另一端与第三支撑平板3上部分的铰接座6相铰接，第一横杆16远离第一固定块17的一端与第二连杆15的中部分转动连接，两侧的两个第一连杆14平行设置且长度相同，而两个第二连杆15平行设置且长度相同。
25.值得提出的是，另外两组铰接座6之间连接有第二扩撑件7，第二支撑平板2与第三支撑平板3的上半部分通过第一扩撑件5连接，第二支撑平板2与第三支撑平板3的下半部分通过第二扩撑件7连接，第二扩撑件7包括两个第二固定块21，两个第二固定块21的两侧均固定连接有第二横杆20，第二横杆20的外侧设置有第三连杆18与第四连杆19，第三连杆18的一端与第四连杆19的一端相铰接，两个第二固定块21两侧的第三连杆18分别与第二支撑平板2下部分的两组铰接座6相铰接，两个第二固定块21两侧的第四连杆19分别与第三支撑平板3下部分的两组铰接座6相铰接，两个第二固定块21两侧的第二横杆20分别与第四连杆19的中部分转动连接，上下两个第三连杆18与第四连杆19的铰接处均铰接有拉升杆22，两个拉升杆22的相对一面固定连接有第三横杆23，其中的四个第三连杆18平行设置且长度相同，而四个第四连杆19平行设置且长度相同，第一连杆14与第四连杆19平行设置，第二连杆
15与第三连杆18平行设置，由于第一扩撑件5与第二扩撑件7组成平行四边形的结构体系，使得第一扩撑件5与第二扩撑件7在传动丝杆4的传动作用下同步伸展并向外扩撑形成扩张支撑体，第二支撑平板2朝向第三支撑平板3的一面设置有用于在第二扩撑件7伸展的过程中逐步抬升对扩张支撑体进一步支撑的斜撑组件。
26.进一步来说，传动丝杆4的外表面设有三段螺纹，位于传动丝杆4上部分的螺纹与位于传动丝杆4中间部分以及下部分的螺纹方向相反，第一固定块17与传动丝杆4上部分螺纹连接，两个第二固定块21分别与传动丝杆4中间部分以及下部分螺纹连接，传动丝杆4与外部驱动设备输出端固定连接，作为对本实施例的补充，本装置上传动丝杆4的驱动方式可以为手动摇动、电机驱动或其他驱动方式进行转动，在当传动丝杆4收到外部驱动设备转动时，能够驱使第一固定块17向下运动，而两个第二固定块21同步向上运动，进而能够将第二支撑平板2与第三支撑平板3向外支撑开来，展开后的第一扩撑件5与第二扩撑件7能够与第二支撑平板2、第三支撑平板3之间形成对矿洞内壁的二次扩张支撑体。
27.更进一步来说，斜撑组件包括斜撑杆11，斜撑杆11的顶端与第二支撑平板2朝向第三支撑平板3的一面相铰接，斜撑杆11的中部位置固定连接有阻挡杆12，第二支撑平板2位于斜撑杆11的一侧面固定连接有拉簧13，拉簧13的一端与斜撑杆11固定连接，阻挡杆12与拉簧13分别位于第三横杆23的上下两侧，斜撑杆11通过拉簧13的拉力抵在第三横杆23上，在当两个第二固定块21同步向上运动的过程中，能够拉动拉升杆22相对于第二支撑平板2、第三支撑平板3向上提升，进而带动第三横杆23向上顶动斜撑杆11，使斜撑杆11支撑开来，与第二支撑平板2、第三支撑平板3之间形成三角支撑关系，进一步提高支撑的稳定性。
28.本发明的工作原理及使用流程：在使用时，可将本装置布置于矿洞内壁中，并使第一支撑平板1、第三支撑平板3分别与矿洞两侧内壁贴合，在当矿洞内壁出现坍塌事故后，本装置受到碎石影响而被挤压，也即第一支撑平板1克服第一弹簧8与第二弹簧9的弹力而向第二支撑平板2进行压缩，通过压力传感器10感知压力大小，以判断第一支撑平板1的相对于第二支撑平板2的倾斜程度，在当该倾斜程度处于设定安全阈值内时，蜂鸣器可开启报警，提醒工作人员进行查看，在当该倾斜程度超过安全阈值时，驱动设备开始工作，对坍塌现场进行支撑保护；
29.由于第一扩撑件5与第二扩撑件7组成平行四边形的结构体系，在当传动丝杆4收到外部驱动设备转动时，能够驱使第一固定块17向下运动，而两个第二固定块21同步向上运动，进而能够将第二支撑平板2与第三支撑平板3向外支撑开来，展开后的第一扩撑件5与第二扩撑件7能够与第二支撑平板2、第三支撑平板3之间形成对矿洞内壁的二次扩张支撑体；
30.在上述第一扩撑件5与第二扩撑件7扩张运动的过程中，能够拉动拉升杆22相对于第二支撑平板2、第三支撑平板3向上提升，进而带动第三横杆23向上顶动斜撑杆11，使斜撑杆11支撑开来，与第二支撑平板2、第三支撑平板3之间形成三角支撑关系，进一步提高支撑的稳定性。
31.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置，包括传动丝杆(4)、第一支撑平板(1)、与第一支撑平板(1)的底端相铰接的第二支撑平板(2)、与第二支撑平板(2)平行设置的第三支撑平板(3)、设置在第一支撑平板(1)与第二支撑平板(2)之间的倾斜压力监测组件、以及与倾斜压力监测组件信号连接的蜂鸣器及驱动设备，其特征在于：所述第二支撑平板(2)与第三支撑平板(3)相对一面的边缘位置均固定连接有三组铰接座(6)，其中一组铰接座(6)之间连接有第一扩撑件(5)，另外两组铰接座(6)之间连接有第二扩撑件(7)，所述第二支撑平板(2)与第三支撑平板(3)的上半部分通过第一扩撑件(5)连接，所述第二支撑平板(2)与第三支撑平板(3)的下半部分通过第二扩撑件(7)连接，所述第一扩撑件(5)与第二扩撑件(7)在传动丝杆(4)的传动作用下同步伸展并向外扩撑形成扩张支撑体，所述第二支撑平板(2)朝向第三支撑平板(3)的一面设置有用于在第二扩撑件(7)伸展的过程中逐步抬升对扩张支撑体进一步支撑的斜撑组件。2.根据权利要求1所述的一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置，其特征在于：所述倾斜压力监测组件包括压力传感器(10)，所述压力传感器(10)的两侧分别固定有第一弹簧(8)与第二弹簧(9)，所述第一弹簧(8)与第二弹簧(9)远离压力传感器(10)的一端分别与第一支撑平板(1)和第二支撑平板(2)固定连接。3.根据权利要求1所述的一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置，其特征在于：所述第一扩撑件(5)包括第一固定块(17)，所述第一固定块(17)的两侧同轴固定有第一横杆(16)，所述第一横杆(16)的外侧设置有第一连杆(14)与第二连杆(15)，所述第一连杆(14)的一端与第二连杆(15)的一端相铰接，所述第一连杆(14)的另一端与第二支撑平板(2)上部分的铰接座(6)相铰接，所述第二连杆(15)的另一端与第三支撑平板(3)上部分的铰接座(6)相铰接，所述第一横杆(16)远离第一固定块(17)的一端与第二连杆(15)的中部分转动连接。4.根据权利要求3所述的一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置，其特征在于：所述第二扩撑件(7)包括两个第二固定块(21)，两个所述第二固定块(21)的两侧均固定连接有第二横杆(20)，所述第二横杆(20)的外侧设置有第三连杆(18)与第四连杆(19)，所述第三连杆(18)的一端与第四连杆(19)的一端相铰接，两个所述第二固定块(21)两侧的第三连杆(18)分别与第二支撑平板(2)下部分的两组铰接座(6)相铰接，两个所述第二固定块(21)两侧的第四连杆(19)分别与第三支撑平板(3)下部分的两组铰接座(6)相铰接，两个所述第二固定块(21)两侧的第二横杆(20)分别与第四连杆(19)的中部分转动连接，上下两个所述第三连杆(18)与第四连杆(19)的铰接处均铰接有拉升杆(22)，两个拉升杆(22)的相对一面固定连接有第三横杆(23)。5.根据权利要求4所述的一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置，其特征在于：所述传动丝杆(4)的外表面设有三段螺纹，位于传动丝杆(4)上部分的螺纹与位于传动丝杆(4)中间部分以及下部分的螺纹方向相反，所述第一固定块(17)与传动丝杆(4)上部分螺纹连接，两个所述第二固定块(21)分别与传动丝杆(4)中间部分以及下部分螺纹连接。6.根据权利要求5所述的一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置，其特征在于：所述斜撑组件包括斜撑杆(11)，所述斜撑杆(11)的顶端与第二支撑平板(2)朝向第三支撑平板(3)的一面相铰接，所述斜撑杆(11)的中部位置固定连接有阻挡杆(12)，所
述第二支撑平板(2)位于斜撑杆(11)的一侧面固定连接有拉簧(13)，所述拉簧(13)的一端与斜撑杆(11)固定连接，所述阻挡杆(12)与拉簧(13)分别位于第三横杆(23)的上下两侧，所述斜撑杆(11)通过拉簧(13)的拉力抵在第三横杆(23)上。

技术总结

本发明公开一种具有倾斜监测功能的煤矿开采矿洞内壁二次支撑装置，包括传动丝杆、第一支撑平板、与第一支撑平板的底端相铰接的第二支撑平板、与第二支撑平板平行设置的第三支撑平板、设置在第一支撑平板与第二支撑平板之间的倾斜压力监测组件、以及与倾斜压力监测组件信号连接的蜂鸣器及驱动设备；矿洞内壁出现坍塌事故后，第一支撑平板能够克服第一弹簧与第二弹簧的弹力而向第二支撑平板进行压缩，通过压力传感器判断第一支撑平板的相对于第二支撑平板的倾斜程度，在当该倾斜程度处于设定安全阈值内时，蜂鸣器可开启报警，提醒工作人员进行查看，在当该倾斜程度超过安全阈值时，驱动设备开始工作，对坍塌现场进行支撑保护。对坍塌现场进行支撑保护。对坍塌现场进行支撑保护。