一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置製造方法
2023-05-08 09:05:21 2
一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置製造方法
【專利摘要】一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置，屬於礦山設備【技術領域】。本發明包括錨杆部分和壓力測量部分，壓力測量部分安裝在錨杆部分的杆體上，本發明與現有技術相比，無需為測量裝置進行單獨打孔作業，按照正常施工工序完成錨杆施工時，本發明的壓力測量部分能夠隨著錨杆部分自動安裝到位，完全省去了壓力測量設備的安裝工序，提高工作效率的同時，降低了人員的勞動強度；本發明利用四個壓力傳感器作為壓力信號的採集器，且四個壓力傳感器以正四面體的中心為基點，均勻分布在正四面體的四個頂點，這種空間布局，能夠滿足對礦山壓力大小及方向的測量，使測得的壓力數據更加貼近真實值。
【專利說明】一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置【技術領域】
[0001]本發明屬於礦山設備【技術領域】，特別是涉及一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置。
【背景技術】
[0002]隨著礦井開採深度的增加,高地壓力、礦山大變形等發生機率會逐漸增大,此時對礦山的穩定性和安全性要求也會進一步提高，現有手段便是採取檢測礦山壓力的方法，以便觀測礦山活動規律，實現為礦山災害預防提供科學依據。
[0003]目前對於礦山壓力檢測的裝置主要有動態儀、壓力盒、液壓錨杆測力計等，但是這些設備在進行安裝測量時，均需要進行單獨打孔，而造成礦山的二次破壞，設備安裝和測量過程繁瑣，人員勞動強度大，且只能完成孔內單一方向上壓力大小的測量，無法實現整體上對礦山壓力的測量，即整體上無法測得礦山壓力的大小和方向。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的問題，本發明提供一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置，無需單獨打孔，當完成錨杆施工工序時，其壓力測量部分能夠隨著錨杆自動安裝到位，完全省去了壓力測量設備的安裝工序，提高工作效率的同時，降低了人員的勞動強度，且測量精度高，測量過程簡單，測得的數值既能反映礦山壓力的大小，又可以反映礦山壓力的方向。[0005]為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案:一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置，包括錨杆部分和壓力測量部分，所述錨杆部分包括自鑽式錨頭、杆體、止漿塞、墊板及螺母，所述螺母、墊板及止漿塞依次套裝於杆體的一端，杆體的另一端設置有外螺紋，自鑽式錨頭內設置有內螺紋，自鑽式錨頭與杆體通過螺紋相連接；所述杆體設置為中空管結構，所述自鑽式錨頭上設置有注漿孔，注漿孔與杆體內部空腔相連通；
[0006]所述壓力測量部分包括壓力傳感器、外管筒及內管筒，所述外管筒與內管筒同軸設置，壓力傳感器固裝在外管筒與內管筒之間的環形間隙內，壓力傳感器的測量端與外管筒的內筒壁緊密接觸配合，壓力傳感器的信號輸出端通過纜線與外部計算機相連；
[0007]所述內管筒的內筒壁設置有內螺紋，壓力測量部分通過內管筒與杆體螺紋連接；所述壓力測量部分位於自鑽式錨頭下端的杆體上。
[0008]所述壓力傳感器的數量為四個，包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器及第四壓力傳感器，四個壓力傳感器在空間上均勻分布在正四面體的四個頂點上，且四個壓力傳感器的中心線相交於正四面體中心。
[0009]所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器及第四壓力傳感器均採用單電容式壓力傳感器。
[0010]所述壓力測量部分的外管筒外徑小於自鑽式錨頭的外徑。
[0011]所述壓力測量部分至少為一個，若干壓力測量部分分布於杆體的不同位置。[0012]所述壓力傳感器所在的環形間隙內填充有絕緣填充物，絕緣填充物採用矽脂或絕緣樹脂。
[0013]在所述外管筒上設置有纜線出線孔，在杆體上設置有纜線進線孔，壓力傳感器的信號傳輸用纜線依次穿過纜線出線孔、纜線進線孔與外部計算機相連。
[0014]本發明的有益效果:
[0015]本發明與現有技術相比，無需為測量裝置進行單獨打孔作業，按照正常施工工序完成錨杆施工時，本發明的壓力測量部分能夠隨著錨杆自動安裝到位，完全省去了壓力測量設備的安裝工序，提高工作效率的同時，降低了人員的勞動強度；本發明利用四個壓力傳感器作為壓力信號的採集器，且四個壓力傳感器以正四面體的中心為基點，均勻分布在正四面體的的四個頂點，這種空間布局，能夠滿足對礦山壓力大小及方向的測量，使測得的壓力數據更加貼近真實值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置結構示意圖；
[0017]圖2為本發明的壓力測量部分結構示意圖；
[0018]圖3為圖2中A-A剖視圖；
[0019]圖4為圖2中B-B剖視圖；
[0020]圖中，I—自鑽式錨頭，2—杆體，3—止漿塞，4—墊板，5—螺母，6—注漿孔，7—壓力測量部分，8—纜線出線孔，9一纜線進線孔，10—第一壓力傳感器，11 一第二壓力傳感器，12—第三壓力傳感器，13—第四壓力傳感器，14 一外管筒，15—內管筒，16—絕緣填充物，17—纜線。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。
[0022]如圖1、2、3、4所示，一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置，包括錨杆部分和壓力測量部分7，所述錨杆部分包括自鑽式錨頭1、杆體2、止漿塞3、墊板4及螺母5，所述螺母5、墊板4及止漿塞3依次套裝於杆體2的一端，杆體2的另一端設置有外螺紋，自鑽式錨頭I內設置有內螺紋，自鑽式錨頭I與杆體2通過螺紋相連接；所述杆體2設置為中空管結構，所述自鑽式錨頭I上設置有注漿孔6，注漿孔6與杆體2內部空腔相連通；
[0023]所述壓力測量部分7包括壓力傳感器、外管筒14及內管筒15，所述外管筒14與內管筒15同軸設置，壓力傳感器固裝在外管筒14與內管筒15之間的環形間隙內，壓力傳感器的測量端與外管筒14的內筒壁緊密接觸配合，壓力傳感器的信號輸出端通過纜線17與外部計算機相連；
[0024]所述內管筒15的內筒壁設置有內螺紋，壓力測量部分7通過內管筒15與杆體2螺紋連接；所述壓力測量部分7位於自鑽式錨頭I下端的杆體2上。
[0025]所述壓力傳感器的數量為四個，包括第一壓力傳感器10、第二壓力傳感器11、第三壓力傳感器12及第四壓力傳感器13，四個壓力傳感器在空間上均勻分布在正四面體的四個頂點上，且四個壓力傳感器的中心線相交於正四面體中心。
[0026]所述壓力測量部分7的外管筒14外徑小於自鑽式錨頭I的外徑。[0027]所述壓力測量部分7至少為一個，若干壓力測量部分7分布於杆體2的不同位置，能夠滿足對不同位置礦山壓力大小及方向的測量。
[0028]所述第一壓力傳感器10、第二壓力傳感器11、第三壓力傳感器12及第四壓力傳感器13均採用單電容式壓力傳感器。
[0029]所述壓力傳感器所在的環形間隙內填充有絕緣填充物16，絕緣填充物16採用矽脂或絕緣樹脂，進一步保證壓力傳感器的安全和穩定。
[0030]在所述外管筒14上設置有纜線出線孔8，在杆體2上設置有纜線進線孔9，壓力傳感器的信號傳輸用纜線17的一端首先穿過纜線出線孔8，位於外管筒14的外部，然後再通過纜線進線孔9進入杆體2中空腔內，直至從杆體2下端穿出，並位於杆體2外部，以便與外部計算機相連。
[0031]下面結合【專利附圖】
【附圖說明】本發明的一次使用過程:
[0032]本實施例中，壓力測量部分7數量為一個，且安裝位置靠近自鑽式錨頭1，具體如圖1所示。利用鑽機將錨杆部分整體打入礦山巖體中，此時壓力測量部分7會隨著錨杆部分進入礦山巖體內，然後固定好止漿塞3和墊板4，並鎖緊螺母5，利用注漿設備向杆體2內部注入水泥砂漿，通過注漿孔6，水泥砂漿會流入杆體2與鑽孔孔壁之間的空隙內，直到將全部空隙填滿，等待水泥砂漿完全凝固，錨杆部分與礦山完全結合在一起。
[0033]將壓力測量部分7的壓力傳感器信號傳輸用纜線17與用於數據計算統計的計算機相連。根據四個壓力傳感器在空間上均勻分布在正四面體的四個頂點上，且四個壓力傳感器的中心線相交於正四面體中心可知，第一、第二、第三及第四壓力傳感器相對於正四面體中心的方向向量分別為:
[0034]
【權利要求】
1.一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置，其特徵在於:包括錨杆部分和壓力測量部分，所述錨杆部分包括自鑽式錨頭、杆體、止漿塞、墊板及螺母，所述螺母、墊板及止漿塞依次套裝於杆體的一端，杆體的另一端設置有外螺紋，自鑽式錨頭內設置有內螺紋，自鑽式錨頭與杆體通過螺紋相連接；所述杆體設置為中空管結構，所述自鑽式錨頭上設置有注漿孔，注漿孔與杆體內部空腔相連通； 所述壓力測量部分包括壓力傳感器、外管筒及內管筒，所述外管筒與內管筒同軸設置，壓力傳感器固裝在外管筒與內管筒之間的環形間隙內，壓力傳感器的測量端與外管筒的內筒壁緊密接觸配合，壓力傳感器的信號輸出端通過纜線與外部計算機相連； 所述內管筒的內筒壁設置有內螺紋，壓力測量部分通過內管筒與杆體螺紋連接；所述壓力測量部分位於自鑽式錨頭下端的杆體上。
2.根據權利要求1所述的一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置，其特徵在於:所述壓力傳感器的數量為四個，包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器及第四壓力傳感器，四個壓力傳感器在空間上均勻分布在正四面體的四個頂點上，且四個壓力傳感器的中心線相交於正四面體中心。
3.根據權利要求2所述的一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置，其特徵在於:所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器及第四壓力傳感器均採用單電容式壓力傳感器。
4.根據權利要求1所述的一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置，其特徵在於:所述壓力測量部分的外管筒外徑小於自鑽式錨頭的外徑。
5.根據權利要求1所述的一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置，其特徵在於:所述壓力測量部分至少為一個，若干壓力測量部分分布於杆體的不同位置。
6.根據權利要求1所述的一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置，其特徵在於:所述壓力傳感器所在的環形間隙內填充有絕緣填充物，絕緣填充物採用矽脂或絕緣樹脂。
7.根據權利要求1所述的一種基於中空注漿錨杆結構的礦山壓力測量裝置，其特徵在於:在所述外管筒上設置有纜線出線孔，在杆體上設置有纜線進線孔，壓力傳感器的信號傳輸用纜線依次穿過纜線出線孔、纜線進線孔與外部計算機相連。
【文檔編號】G01L1/14GK103644986SQ201310719854
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年12月24日
【發明者】李勝, 羅明坤, 李軍文, 範超軍, 周利峰, 韓永亮 申請人:遼寧工程技術大學