[實(shí)用新型]基于應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿的圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520154597.5
• 申請(qǐng)日: 2015-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN204422110U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左超;孟祥瑞;趙光明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/02
• 分類號(hào): G01L1/02
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及煤礦錨固錨桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿的圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，隨著淺埋深、賦存條件較好的煤炭?jī)?chǔ)量的日益減少，加之我國(guó)煤炭開采規(guī)模的不斷擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)礦山相繼進(jìn)入深部開采階段。由于開采深度的增加，巷道圍巖應(yīng)力不斷增加，巷道支護(hù)趨于困難，部分巷道變形嚴(yán)重，存在冒頂、煤與瓦斯突出等安全隱患。近年來(lái)，我國(guó)煤礦事故頻發(fā)，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。在煤礦生產(chǎn)中，地應(yīng)力是影響安全生產(chǎn)的主要因素之一。

在煤礦中巷道圍巖應(yīng)力的監(jiān)測(cè)，通常需要專業(yè)的技術(shù)人員在巷道某些選定區(qū)域通過(guò)鉆孔等一系列工作完成圍巖應(yīng)力的測(cè)定。一次科學(xué)合理的巷道圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)需要多個(gè)鉆孔的圍巖應(yīng)力數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有的巷道圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)主要存在以下不足：一、需要大量的人力、物力、財(cái)力，成本高，工作效率較低；二、巷道圍巖應(yīng)力的監(jiān)測(cè)，需要專門的技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行長(zhǎng)期的觀測(cè)、記錄，工作量大，應(yīng)力監(jiān)測(cè)不連續(xù)，存在一定的安全隱患；三、應(yīng)力監(jiān)測(cè)不完善，不能對(duì)圍巖應(yīng)力進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，無(wú)法對(duì)圍巖應(yīng)力異常區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警。因此，設(shè)計(jì)一種基于應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿的圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道支護(hù)的同時(shí)可完成巷道圍巖應(yīng)力的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，具有良好的適應(yīng)性，在煤礦安全生產(chǎn)中具有重要的實(shí)踐意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提出一種基于應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿的圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿、井下數(shù)據(jù)處理分站、本安穩(wěn)壓電源、工業(yè)電腦。所述應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿，置于井下巷道的鉆孔中；所述井下數(shù)據(jù)處理分站，置于井下，包括有線應(yīng)力數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集處理中心和信號(hào)放大器，其中所述有線應(yīng)力數(shù)據(jù)采集器的輸入端通過(guò)礦用輕型移動(dòng)電纜與所述應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿相連，所述數(shù)據(jù)采集處理中心的輸入端與所述有線應(yīng)力數(shù)據(jù)采集器的輸出端相連，所述信號(hào)放大器的輸入端與所述數(shù)據(jù)采集處理中心的輸出端相連；所述本安穩(wěn)壓電源，分別給所述有線應(yīng)力數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集處理中心與所述信號(hào)放大器供電；所述工業(yè)電腦，置于地面，是地面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心組成部分，通過(guò)礦用輕型移動(dòng)電纜與所述信號(hào)放大器的輸出端連接。

所述應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿，通常為1～32個(gè)，每個(gè)所述應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿分別通過(guò)礦用輕型移動(dòng)電纜與所述有線應(yīng)力數(shù)據(jù)采集器的輸入端相連。

所述應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿，包括應(yīng)力感應(yīng)器、三通管、支管、主管、高壓油管、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、礦用輕型移動(dòng)電纜、玻璃鋼錨桿、桿體、托盤、螺母、端頭保護(hù)裝置、端頭保護(hù)蓋。所述應(yīng)力感應(yīng)器，其內(nèi)部為容納油體的空腔；所述三通管，用于連接主管與所述主管垂直設(shè)置且連通的支管；所述主管的一端經(jīng)高壓油管與所述應(yīng)力感應(yīng)器連接，另一端與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接；所述支管與外部高壓油泵連接；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器通過(guò)礦用輕型移動(dòng)電纜與所述有線應(yīng)力數(shù)據(jù)采集器連接；所述玻璃鋼錨桿的桿體一端與所述應(yīng)力感應(yīng)器相連，另一端與托盤相連；所述螺母與端頭保護(hù)裝置焊接固定；所述端頭保護(hù)蓋與端頭保護(hù)裝置通過(guò)螺紋連接。

所述三通管與所述支管、主管通過(guò)螺紋連接；所述支管與外部高壓油泵通過(guò)螺紋連接；所述支管上設(shè)計(jì)有閥門。

所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器為液壓傳感器，可將油壓數(shù)值轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，并通過(guò)礦用輕型移動(dòng)電纜將所述電子信號(hào)傳輸至所述有線應(yīng)力數(shù)據(jù)采集器。

所述桿體為中空的桿，便于高壓油管貫穿整個(gè)桿體并與應(yīng)力感應(yīng)器連接。

所述高壓油管與應(yīng)力感應(yīng)器通過(guò)焊接固定。

所述端頭保護(hù)裝置用于保護(hù)三通管、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器不受破壞。

所述數(shù)據(jù)采集處理中心的主體為單片機(jī)，用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理與傳輸。

所述工業(yè)電腦對(duì)井下圍巖應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、存儲(chǔ)與處理，同時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)圍巖應(yīng)力值達(dá)到設(shè)定的臨界值或圍巖應(yīng)力值變化幅度大于某設(shè)定值時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、將玻璃鋼錨桿與應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)巧妙的結(jié)合，使玻璃鋼錨桿具有應(yīng)力測(cè)量的功能，避免了應(yīng)力測(cè)定時(shí)另行打孔的繁瑣工作，減少了人力、物力、財(cái)力，成本降低；

2、可構(gòu)成煤礦井下不同巷道的圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)井下各區(qū)域的巷道圍巖應(yīng)力進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，有效減少冒頂、煤與瓦斯突出等災(zāi)害事故的發(fā)生，安全系數(shù)大幅提高；

3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，測(cè)量精度高，測(cè)量范圍廣，施工安裝方便，適應(yīng)性強(qiáng)，可用于煤礦企業(yè)的推廣。

附圖說(shuō)明

圖1為基于應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿的圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖；

圖2為應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿的結(jié)構(gòu)示意圖。