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)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]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(kāi)采規(guī)模的不斷擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)礦山相繼進(jìn)入深部開(kāi)采階段。由于開(kāi)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。
[0003]在煤礦中巷道圍巖應(yīng)力的監(jiān)測(cè)，通常需要專(zhuān)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)。現(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(zhuān)門(mén)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】
[0004]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。
[0005]所述應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿，通常為I?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。
[0006]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(pán)、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(pán)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。
[0007]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(mén)。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]所述高壓油管與應(yīng)力感應(yīng)器通過(guò)焊接固定。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:
[0015]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；
[0016]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)大幅提尚;
[0017]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】
[0018]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；
[0019]圖2為應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1-應(yīng)力感應(yīng)器；2_三通管；3_支管；4_主管；5_高壓油管；6_數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器；7-礦用輕型移動(dòng)電纜；8-玻璃鋼錨桿；9_桿體；10-托盤(pán)；11-螺母；12-端頭保護(hù)裝置；13-端頭保護(hù)蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的基于應(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)作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0022]實(shí)施例1
[0023]—種應(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(pán)、螺母、端頭保護(hù)裝置、端頭保護(hù)蓋。其中，所述應(yīng)力感應(yīng)器1，其內(nèi)部為容納油體的空腔；所述三通管2，用于連接主管4與所述主管4垂直設(shè)置且連通的支管3 ;所述主管4的一端經(jīng)高壓油管5與所述應(yīng)力感應(yīng)器I連接，另一端與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器6連接；所述支管3與外部高壓油泵連接；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器6通過(guò)礦用輕型移動(dòng)電纜7與所述有線應(yīng)力數(shù)據(jù)采集器連接；所述玻璃鋼錨桿8的桿體9 一端與所述應(yīng)力感應(yīng)器I相連，另一端與托盤(pán)10相連；所述螺母11與端頭保護(hù)裝置12焊接固定；所述端頭保護(hù)蓋13與端頭保護(hù)裝置12通過(guò)螺紋連接。
[0024]所述應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿的工作過(guò)程:根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)并制作合適規(guī)格的應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿，即錨桿長(zhǎng)度、應(yīng)力感應(yīng)器的體積大小及高壓油管的長(zhǎng)度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求而定。檢測(cè)時(shí)，將所述應(yīng)力監(jiān)測(cè)玻璃鋼錨桿放置于被測(cè)鉆孔的指定位置，錨桿安裝完成后，將支管與外部高壓油泵連接，打開(kāi)支管上的閥門(mén)，