[发明专利]一种有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置及方法

权利要求书

1.一种有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，包括探针(1)、弹簧测力计(2)、数据传输线缆(3)、数据显示屏(4)、激光测距仪(5)、液压支架顶梁(6)和掩护梁(7)，其特征在于，所述探测装置包括液压支架顶梁(6)，液压支架顶梁(6)的右侧设置有掩护梁(7)，液压支架顶梁(6)和掩护梁(7)可以安装在液压底座上，液压支架顶梁(6)和掩护梁(7)的上开有均匀分布的预留孔，探针(1)从圆形的预留孔内穿过，探针(1)靠近下表面的位置设置有弹簧测力计(2)，液压支架顶梁(6)下方设置有数据显示屏(4)，探针(1)的底部安装有激光测距仪(5)。

2.根据权利要求1所述的一种有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，其特征在于，所述数据传输线缆(3)分别和探针(1)、弹簧测力计(2)电性连接，数据显示屏(4)和数据传输线缆(3)电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，其特征在于，所述激光测距仪(5)通过探针中心的圆孔发射激光。

4.根据权利要求1所述的一种有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，其特征在于，所述激光测距仪(5)具体应用原理如下：

激光发射速度为已知v(光速)，设定每个激光测距仪发射激光的时间t,则激光测距仪所测结果

其中l为激光测距仪总数量，k为液压支架顶梁上激光测距仪的数量，l-k为液压支架掩护梁上激光测距仪的数量，

当激光测距仪工作时，液压支架顶梁与顶板之间的距离

液压支架掩护梁与顶板之间的距离

θ为掩护梁轴线与水平方向的夹角，

根据矩阵运算结果可以形成顶板漏空形态云图，方便作业人员实时观察顶板沉降情况，提前采取措施。

5.根据权利要求1所述的一种有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置，其特征在于，所述探针(1)顶部与顶板贴合时，随着顶板继续下沉，探针(1)产生位移带动弹簧测力计(2)工作(胡克定律F＝-kΔx)，探针(1)具体应用原理如下：

所使用的弹簧测力计(2)的劲度系数为k,顶板下沉触及探针(1)时引起探针(1)发生向下的位移Δx_i，则弹簧测力计(2)所测结果

再根据矩阵运算结果可以生成液压支架受力云图。

6.一种有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置的方法，根据权利要求1-5任一项所述的一种有益于改善采场覆岩与液压支架相互作用关系的探测装置执行，其特征在于，所述方法如下：

S1、将该装置设置在工作位置；

S2、探针(1)测量顶板和液压支架顶梁(6)、掩护梁(7)的距离，通过矩阵运算生成顶板漏空云图；

S3、当顶板和探针(1)接触并继续下压时，弹簧测力计(2)测量顶板对液压支架的压力，通过矩阵运算生成液压支架受力云图；

S4、工作人员通过顶板漏空云图和液压支架受力云图监测顶板下移情况，并及时调整液压支架姿态。