一种可缩性矿山压力指示装置
技术领域
本实用新型涉及煤矿井下设备领域，具体涉及一种可缩性矿山压力指示装置。
背景技术
矿山压力的产生主要是由于矿山采掘活动的影响，而在矿井下的巷道和工作面周围岩体内或支撑物上所形成的力。而在矿山压力的作用下会产生一系列的力学现象，如顶板下沉、底板鼓起等。这些现象的变化将直接影响到矿井下的工作人员以及设备的安全。
在煤岩体的采掘工作中，常会引起顶板承受压强的变化，如果顶板的支护措施不能有效的抵抗顶板压力，就会造成严重的顶板事故，而煤矿顶板事故的发生不仅会造成极大的经济损失，而且也会威胁矿工的生命安全，严重影响煤矿的安全生产工作。因此，在矿井开掘过程中，在巷道内需要使用到压力指示装置对矿山内岩层的压力以及承压能力进行及时观察、检测，以提高煤矿开掘的安全性。
虽然目前也存在一些压力指示装置，但是，该装置无法调节高度，存在一定的安装局限性。另外，现有的压力指示装置通常将压力表直接与活塞缸连接，在活塞缸内存在液体的情况下，可能会影响到表盘压力的读数，这将会给煤矿的安全开采带来很大的不确定因素。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可缩性矿山压力指示装置，该装置通过便于调节高度的的调节结构，解决了现有的装置中无法调节高度，存在一定的安全局限性的问题；且在压力表与活塞缸之间增加了一个缓冲罐体，使活塞缸内的液体能够随活塞的压缩而进入缓冲罐体内，解决了现有技术中对煤矿的安全开采带来的不确定因素。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。
一种可缩性矿山压力指示装置，包括活塞缸、活塞杆和第一压力表，所述活塞缸的外壁上设有用以调节所述活塞缸竖向移动的竖直调节机构，所述活塞缸的底部设有T型连接管，所述T型连接管的垂直管与所述活塞缸连通，所述T型连接管的水平管的一侧设有进液口，另一侧设有出液口，所述进液口与所述出液口上均设有控制阀，所述出液口的一侧通过出液管连接有缓冲罐体，所述缓冲罐体的顶部设有排气口，所述排气口通过管道依次连接有第一压力表和安全阀。
进一步，所述出液管的一端与所述出液口固定连接，另一端延伸至所述缓冲罐体内，且靠近所述缓冲罐体的底部。
进一步，所述缓冲罐体的内部设有浮板以及用于安装所述浮板的立杆，所述浮板上设有安装孔，所述立杆的一端穿过所述安装孔，且与所述缓冲罐体固定连接；所述缓冲罐体的内侧壁上设有警报器触发开关，所述浮板的上部一侧设有警报器触发器，所述警报器触发器安装于所述警报器触发开关的下侧，所述缓冲罐体的外侧设有警报器，所述警报器分别与所述警报器触发开关、警报器触发器连接。
更进一步，还包括电源，所述电源分别与所述警报器、警报器触发开关、警报器触发器连接。
进一步，所述缓冲罐体的底部一侧设有排液口，所述排液口通过管道连接有储液池，所述储液池的一侧设有水泵，所述水泵分别通过管道与所述储液池、所述T型连接管的进液口连接。
进一步，所述竖直调节机构包括套接于所述活塞缸外壁上的固定环套，以及均匀设置于所述固定环套的外侧的若干个伸缩固定机构；所述活塞缸的外侧壁上设有限位凹槽，所述固定环套安装于所述限位凹槽内。
更进一步，所述伸缩固定机构包括横向固定杆和竖向千斤顶，所述横向固定杆的一端与所述固定环套固定连接，另一端与所述竖向千斤顶的活动柱塞固定连接。
更进一步，所述竖向千斤顶的两侧均设有竖向限位滑轨，所述横向固定杆靠近每个所述竖向限位滑轨的一侧均设有凸块，所述凸块安装于与其对应的竖向限位滑轨内，且能够沿所述竖向限位滑轨移动。
进一步，所述活塞杆的顶部依次连接有顶梁和顶板，所述顶板通过铰接件与所述顶梁可拆卸连接，所述活塞杆的顶端穿过所述顶梁，且与所述顶梁固定连接。
进一步，所述活塞缸的下侧设有密闭缸筒，所述密闭缸筒的底部设有底座，所述底座的底部周侧均匀设有若干个支脚，所述底座的下侧设有底板，所述底座以及位于底座周侧的若干个支脚共同围合形成容纳所述底板的凹槽空腔，所述底板远离所述底座的一侧设有若干个防滑凸棱；所述密封缸筒内设有活塞，所述活塞的下侧设有拉杆，所述拉杆的一端依次穿过所述密闭缸筒、所述底座，且与所述底板固定连接；所述密闭缸筒的顶部一侧设有通气孔，所述通气孔的一侧通过管道依次连接有第二压力表和第二安全阀。
本实用新型的有益效果：
与现有技术相比，本实用新型提供一种可缩性矿山压力指示装置，具有如下有益效果：
1、本实用新型通过竖直调节机构用以调节活塞缸的竖向移动，使该活塞缸能够移动到所需的位置上，提高安装的便捷性；该装置操作方便，易于安装，且测量准确。
2、本实用新型通过活塞缸、活塞杆、缓冲罐体以及压力表的使用，可以精确灵敏的得到矿山压力的测量数据，预防危险发生。
其中，活塞杆的一端位于活塞缸内，且通过密封圈与活塞缸的内壁之间密封活动连接，另一端与矿山巷道的顶壁连接；通过进液口向活塞缸内补充液体(水)以及配合外部作用力，可以将活塞杆顶起直到抵达顶壁上，此时关闭进液口的控制阀，打开出液口的控制阀；
当矿山巷道的顶壁对活塞杆产生向下的压力时，位于活塞缸内的活塞杆会对缸内的液体(水)产生向下的作用力，进而推动液体朝向缓冲罐体的一侧移动，而缓冲罐体内的空气就会受到挤压，使第一压力表的指针偏转，方便读数。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的结构示意图。
图2为本实用新型实施例1中活塞缸与竖直调节机构的结构示意图。
图3为本实用新型实施例1中竖直调节机构的结构示意图。
图4为本实用新型实施例2中缓冲罐体的结构示意图。
图5为本实用新型实施例2中警报器、警报器触发开关、警报器触发器与电源的模块框体。
图6为本实用新型实施例2中活塞缸、缓冲罐体与储液池的结构示意图。
图7为本实用新型实施例3的结构示意图。
图中：1、活塞缸；101、限位凹槽；2、活塞杆；3、竖直调节机构；31、固定环套；32、伸缩固定机构；321、横向固定杆；322、竖向千斤顶；323、竖向限位滑轨；324、凸块；4、T型连接管；401、进液口；402、出液口；403、控制阀；404、出液管；5、缓冲罐体；501、排气口；502、浮板；503、立杆；504、警报器触发开关；505、警报器触发器；506、警报器；507、排液口；6、第一压力表；7、安全阀；8、电源；9、储液池；10、水泵；11、顶梁；12、顶板；13、铰接件；14、密闭缸筒；141、通气孔；15、底座；151、支脚；16、底板；161、防滑凸棱；17、活塞；18、拉杆；19、第二压力表；20、第二安全阀。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，“若干”、“若干个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
实施例1
参见图1-3所示，本实用新型实施例所提供的一种可缩性矿山压力指示装置，包括活塞缸1、活塞杆2和第一压力表6，活塞杆的下端位于活塞缸内，且通过密封圈与活塞缸的内壁之间密封活动连接，也即活塞杆能够沿活塞缸做往复运动。活塞杆2的顶部依次连接有顶梁11和顶板12，顶板固定安装在矿山巷道的顶壁上，顶板12通过铰接件13与顶梁11可拆卸连接，方便顶梁的拆卸与安装，且能够使顶梁发生轻微摆动，以适应煤矿开采的需要。活塞杆2的顶端穿过顶梁11，且与顶梁11固定连接。如此，活塞杆也就受到了3个方面的作用力：自身向下的重力、顶梁的拉力、活塞缸内液体对活塞杆的上浮力，且达到了平衡状态。其中，活塞缸内的液体为水。
活塞缸1的底部设有T型连接管4，T型连接管4的垂直管与活塞缸1连通，T型连接管4的水平管的一侧设有进液口401，另一侧设有出液口402，进液口401与出液口402上均设有控制阀403，通过进液口向活塞缸内补充水，以及配合外部的作用力，可以将活塞杆顶起直到抵达顶壁上，且与顶梁固定，此时，关闭进液口的控制阀，打开出液口的控制阀。控制阀可以为电磁阀或手动阀门，用以控制进液口与出液口的开关闭合状态。
出液口402的一侧通过出液管404连接有缓冲罐体5，缓冲罐体5的顶部设有排气口501，排气口501通过管道依次连接有第一压力表6和安全阀7。如此，当矿山巷道的顶壁对活塞杆产生向下的压力时，位于活塞缸内的活塞杆就会对活塞缸内的水产生向下的作用力，进而推动活塞缸内的水朝向缓冲罐体的一侧移动，而缓冲罐体为密闭罐体，其内的空气由于水体积的增加而受到挤压，使得第一压力表的指针发生偏转，这样就可以精确领命的得到矿山压力的测量数据，根据数据的变化预估风险，用以预防危险的发生，提高煤矿开掘的安全性。
其中，出液管404的一端与出液口402固定连接，另一端延伸至缓冲罐体5内，且靠近缓冲罐体5的底部；使活塞缸内的水能够逐渐流向缓冲罐体的底部。
为了提高安装的便捷性，活塞缸1的外壁上设有用以调节活塞缸1竖向移动的竖直调节机构3，方便将活塞缸移动到所需的位置上，且操作方便，易于安装。
具体的，竖直调节机构3包括套接于活塞缸1外壁上的固定环套31，以及均匀设置于固定环套31的外侧的若干个伸缩固定机构32；活塞缸1的外侧壁上设有限位凹槽101，固定环套31安装于限位凹槽101内，方便带动活塞缸上下移动，提高安装的稳定性。
伸缩固定机构32包括横向固定杆321和竖向千斤顶322，横向固定杆321的一端与固定环套31固定连接，另一端与竖向千斤顶322的活动柱塞固定连接。在此，竖向千斤顶322包括按压控制器、活动柱塞325、液压缸326、液压泵327和液压油箱328，液压缸套接于活动柱塞的下端部，液压泵通过液压油管分别与液压油箱、液压缸连通，按压控制器与液压泵电连接，通电后，通过按压控制器来启动液压泵，使液压油箱内的液体通过液压油管导入到液压缸内，进而推动活动柱塞发生竖向位移，以此来推动横向固定杆的竖向位移，从而带动活塞缸发生竖向位移。
为了提高横向固定杆的移动稳定性，竖向千斤顶322的两侧均设有竖向限位滑轨323，横向固定杆321靠近每个竖向限位滑轨323的一侧均设有凸块324，凸块324安装于与其对应的竖向限位滑轨323内，且能够沿竖向限位滑轨323移动。在此，横向固定杆两侧的凸块安装于竖向限位滑轨内的安装槽内，且卡接于安装槽内，以提高其移动的稳定性，凸块靠近竖向限位滑轨的两侧均设有滚轮，以减小滑动过程中的摩擦力。
实施例2
参见图4-6所示，与上述实施例的不同之处在于，缓冲罐体5的内部设有浮板502以及用于安装浮板502的立杆503，浮板502上设有安装孔，立杆503的一端穿过安装孔，且与缓冲罐体5固定连接，使浮板能够沿立杆随缓冲罐体内的水的浮力而上浮移动。
缓冲罐体5的内侧壁上设有警报器触发开关504，并对警报器触发开关做防水处理；浮板502的上部一侧设有警报器触发器505，并对警报器触发器做防水处理；警报器触发器505安装于警报器触发开关504的下侧，缓冲罐体5的外侧设有警报器506，警报器506分别与警报器触发开关504、警报器触发器505连接。还包括电源8，电源8分别与警报器506、警报器触发开关504、警报器触发器505连接，为电路连通提供电力需要。
随着缓冲罐体内水位的提高，警报器触发器随着浮板而向上移动，逐渐靠近警报器触发开关，当警报器触发器与警报器触发开关接触时，使警报器电路接通，触发警报器响起，给矿井下的矿工一个安全警示作用。而罐体内水位的提高，说明了矿井巷道的顶壁压力过大，存在安全影响，通过本装置的警报提醒，预防危险情况的发生，提高了煤矿开掘工作的安全性。
为了实现水循环操作，缓冲罐体5的底部一侧设有排液口507，排液口上设有控制阀，排液口507通过管道连接有储液池9，储液池9的一侧设有水泵10，水泵10分别通过管道与储液池9、T型连接管4的进液口401连接。由于储液池的位置低于缓冲罐体，打开控制阀，即可使缓冲罐体内的水自动流入到储液池内。打开T型连接管上的进液口的控制阀，启动水泵，通过水泵的作用，即可实现将储液池内的水导入活塞缸内。通过这一结构，实现水循环流动，节约水资源。
实施例3
参见图7所示，与上述实施例的不同之处在于，活塞缸1的下侧设有密闭缸筒14，且与密闭缸筒固定连接；密闭缸筒14的底部设有底座15，底座与密闭缸筒固定连接，底座15的底部周侧均匀固设有若干个支脚151，底座15的下侧设有底板16，底座15以及位于底座15周侧的若干个支脚151共同围合形成容纳底板16的凹槽空腔，底板安装于该凹槽空腔的下侧，且安装于矿山巷道的底壁上，底板16远离底座15的一侧设有若干个防滑凸棱161，用以加强底板的安装稳定性。
密封缸筒14内设有活塞17，活塞通过密封圈与密封缸筒的内壁相接，且与密封缸筒密封活动连接，活塞17的下侧固设有拉杆18，拉杆18的一端依次穿过密闭缸筒14、底座15，且与底板16固定连接；密闭缸筒14的顶部一侧设有通气孔141，通气孔141的一侧通过管道依次连接有第二压力表19和第二安全阀20。
在煤矿开掘过程中，不仅会受到顶壁压力影响，还会受到底壁冲击地压的影响。当底板受到来自底壁的作用力时，与底部相连的拉杆会推动密封圈在密封缸筒内向上移动，进而对密封缸筒内的空气产生挤压，使第二压力表的指针偏转，方便读数。通过该装置的压力指示作用，当矿山压力频繁显现时，就可以及时采取有效的支护措施，防止顶板事故，保障安全生产。且该装置对顶壁与底壁均具有一定的支护作用，能够加强顶壁的稳定。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
