煤礦用巖石應力應變監測儀的製作方法
2023-07-28 00:45:31 2
專利名稱：煤礦用巖石應力應變監測儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種礦用安全設備，尤其是涉及一種煤礦用巖石應力應變監測裝置。
背景技術：
在煤礦生產現場，隨著採煤工作面的推進，在工作面前方和順槽外側一定範圍內，存在變化的內、外應力場，這已在力學分析和生產實踐中得到證實。從理論上，內、外應力場的範圍大小和應力變化情況可以用力學手段分析得到，但其結果只有定性參考價值，無法得到內、外應力場的範圍大小及其動態變化過程，難以為採場礦壓預測預報、巷道布置、工作面支護設計、放頂煤開採放煤工藝設計等提供準確的設計和決策依據。
發明內容
本發明的目的就在於針對上述現有技術的缺陷而提供一種可對採煤工作面前方和順槽外側外應力場的範圍大小及其動態變化過程進行實時監測的巖石應力應變監測儀。其技術解決方案如下
巖石應力應變監測儀，包括順序連接的測壓管、高壓膠管及多功能頭，多功能頭上設置有壓力傳感器，上述壓力傳感器通過有線或無線的方式與信號採集及處理裝置連接。本發明的使用方法根據工作面具體條件，設計測試方案，確定測試孔布置及鑽孔深度。根據鑽孔深度，選擇相應長度的高壓膠管，然後將測壓管放入鑽孔底部。用注液槍通過多功能頭的注液口向測壓管內注入高壓乳化液。注液壓力到2Mpa時停止注液。完成上述過程後，取下注液槍，將多功能頭上的壓力傳感器與信號採集和處理裝置固定好。系統開始正常工作，信號採集及處理裝置按設定的時間定時貯存壓力傳感器的壓力數據。然後通過紅外採集器採集至上位機，或通過煤礦用本安型傳輸分站以總線通訊方式掛接到礦山壓力位移監測系統上，實時觀測現場壓力。在工作面推進到離測壓管附近時，通過多功能頭將測壓管卸壓，人工將測壓管回撤，系統完成一個工作循環。本發明的效果是通過實時測量得到採煤工作面前方和順槽外側外應力場的範圍大小及其動態變化過程，並將數據通過紅外通訊或總線通訊方式上傳給上位機軟體進行分析處理。在生產實踐中具有重大意義，可以為採場得以壓預測預報、巷道布置、工作面支護設計、放項煤開採放煤工藝設計等提供設計和決策依據。多功能頭一端為注液口，另一端為出液口，在注液口與出液口之間為壓力液體通·道；在上述液體通道上注液口一側設置有單向閥，在上述液體通道上出液口一側設置有卸載閥和壓力傳感器；上述出液口聯接高壓膠管。由注液槍連接多功能頭注液口進行注液，注液通過注液口進入單向閥，而後通過壓力液體通道進入高壓膠管和測壓管。卸載閥可用來卸壓，以調整測壓管內部壓力。
圖I為本發明的示意圖； 圖2為本發明中多功能頭的結構示意圖。
具體實施例方式以下未述及的技術內容均可採用或借鑑現有技術。如圖I所示，本發明包括順序連接的測壓管I、高壓膠管3及多功能頭5，多功能頭5上設置有壓力傳感器7，上述壓力傳感器7通過線纜6與信號採集及處理裝置4連接。測壓管I與高壓膠管3可通過U形卡2或其他適宜的方式連接。如圖2所示，多功能頭5—端為注液口 51，另一端為出液口 52，在注液口 51與出 液口 52之間為壓力液體通道；在上述液體通道上注液口 51 —側設置有單向閥53，在上述液體通道上出液口 52 —側設置有卸載閥54和壓力傳感器7 ;上述出液口 52聯接高壓膠管3。測壓管I是壓力感應單元，用於綜合反映巖層壓力變化及變形破壞狀況。它將巖層壓力變化及變形破壞狀況轉換成液壓壓力的變化，傳輸到多功能頭5，由多功能頭5上的壓力傳感器7將壓力信號轉換成電信號，經線纜6或無線傳輸設備將電信號傳輸給信號採集及處理裝置4，由信號採集及處理裝置進行數據貯存、信息傳輸。上述信號採集及處理裝置可以是單片機、電子計算機等可以實現該功能的設備。使用方法根據工作面具體條件，設計測試方案，確定測試孔布置及鑽孔深度。測壓管外徑為Φ38，鑽測試孔為Φ42 45的測試孔。根據鑽孔深度，選擇相應長度的高壓膠管3，將測壓管I和多功能頭5聯結起來；然後將測壓管I放入鑽孔底部。將多功能頭5上的壓力傳感器7與信號採集及處理裝置聯接好，保證正常工作。將注液槍插入多功能頭5的注液口，並聯結好，通過多功能頭5上的單向閥53向測壓管I內注入高壓乳化液。注液壓力到2Mpa時停止注液。完成上述過程後，取下注液槍，將多功能頭5和信號採集及處理裝置4固定好。系統開始正常工作，信號採集及處理裝置4按設定的時間定時貯存壓力數據，通過紅外採集器採集至上位機，或通過煤礦用本安型傳輸分站以總線通訊方式掛接到礦山壓力位移監測系統上，實時觀測現場壓力。在工作面推進到離測壓管位置O. 5^1米距離時，通過多功能頭5上的卸壓閥54將測壓管卸壓，人工將測壓管回撤，系統完成一個工作循環。需要指出的是，本發明包括但不僅限於以上的實施方式。
權利要求
1.巖石應力應變監測儀，其特徵在於所述巖石應力應變監測儀包括順序連接的測壓管、高壓膠管及多功能頭，多功能頭上設置有壓力傳感器，上述壓力傳感器通過有線或無線的方式與信號採集及處理裝置連接。
2.根據權利要求I所述的巖石應力應變檢測儀，其特徵在於多功能頭一端為注液口， 另一端為出液口，在注液口與出液口之間為壓力液體通道；在上述液體通道上注液口一側設置有單向閥，在上述液體通道上出液口一側設置有卸載閥和壓力傳感器；上述出液口聯接高壓膠管。
全文摘要
本發明公開了一種巖石應力應變監測儀，包括順序連接的測壓管、高壓膠管及多功能頭，多功能頭上設置有壓力傳感器，上述壓力傳感器通過線纜與信號採集及處理裝置連接。本發明能夠對採煤工作面前方和順槽外側外應力場的範圍大小及其動態變化過程進行實時監測，為採場礦壓預測預報、巷道布置、工作面支護設計、放頂煤開採放煤工藝設計等提供準確的設計和決策依據。
文檔編號G01L1/00GK102928128SQ20111035726
公開日2013年2月13日 申請日期2011年11月13日 優先權日2011年11月13日
發明者趙清壽, 湯建泉, 歐元慶, 常國昕, 譚波 申請人:山東科大中天電子有限公司, 趙清壽