专利名称：煤矿用岩石应力应变监测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矿用安全设备，尤其是涉及一种煤矿用岩石应力应变监测装置。
背景技术：
在煤矿生产现场，随着采煤工作面的推进，在工作面前方和顺槽外侧一定范围内， 存在变化的内、外应力场，这已在力学分析和生产实践中得到证实。从理论上，内、外应力场的范围大小和应力变化情况可以用力学手段分析得到，但其结果只有定性参考价值，无法得到内、外应力场的范围大小及其动态变化过程，难以为采场矿压预测预报、巷道布置、工作面支护设计、放顶煤开采放煤工艺设计等提供准确的设计和决策依据。
发明内容
本发明的目的就在于针对上述现有技术的缺陷而提供一种可对采煤工作面前方和顺槽外侧外应力场的范围大小及其动态变化过程进行实时监测的岩石应力应变监测仪。其技术解决方案如下
岩石应力应变监测仪，包括顺序连接的测压管、高压胶管及多功能头，多功能头上设置有压力传感器，上述压力传感器通过有线或无线的方式与信号采集及处理装置连接。本发明的使用方法根据工作面具体条件，设计测试方案，确定测试孔布置及钻孔深度。根据钻孔深度，选择相应长度的高压胶管，然后将测压管放入钻孔底部。用注液枪通过多功能头的注液口向测压管内注入高压乳化液。注液压力到2Mpa时停止注液。完成上述过程后，取下注液枪，将多功能头上的压力传感器与信号采集和处理装置固定好。系统开始正常工作，信号采集及处理装置按设定的时间定时贮存压力传感器的压力数据。然后通过红外采集器采集至上位机，或通过煤矿用本安型传输分站以总线通讯方式挂接到矿山压力位移监测系统上，实时观测现场压力。在工作面推进到离测压管附近时，通过多功能头将测压管卸压，人工将测压管回撤，系统完成一个工作循环。本发明的效果是通过实时测量得到采煤工作面前方和顺槽外侧外应力场的范围大小及其动态变化过程，并将数据通过红外通讯或总线通讯方式上传给上位机软件进行分析处理。在生产实践中具有重大意义，可以为采场得以压预测预报、巷道布置、工作面支护设计、放项煤开采放煤工艺设计等提供设计和决策依据。多功能头一端为注液口，另一端为出液口，在注液口与出液口之间为压力液体通道；在上述液体通道上注液口一侧设置有单向阀，在上述液体通道上出液口一侧设置有卸载阀和压力传感器；上述出液口联接高压胶管。由注液枪连接多功能头注液口进行注液，注液通过注液口进入单向阀，而后通过压力液体通道进入高压胶管和测压管。卸载阀可用来卸压，以调整测压管内部压力。
图1为本发明的示意图2为本发明中多功能头的结构示意图。
具体实施例方式以下未述及的技术内容均可采用或借鉴现有技术。如图1所示，本发明包括顺序连接的测压管1、高压胶管3及多功能头5，多功能头 5上设置有压力传感器7，上述压力传感器7通过线缆6与信号采集及处理装置4连接。测压管1与高压胶管3可通过U形卡2或其他适宜的方式连接。如图2所示，多功能头5—端为注液口 51，另一端为出液口 52，在注液口 51与出液口 52之间为压力液体通道；在上述液体通道上注液口 51—侧设置有单向阀53，在上述液体通道上出液口 52 —侧设置有卸载阀M和压力传感器7 ；上述出液口 52联接高压胶管 3。测压管1是压力感应单元，用于综合反映岩层压力变化及变形破坏状况。它将岩层压力变化及变形破坏状况转换成液压压力的变化，传输到多功能头5，由多功能头5上的压力传感器7将压力信号转换成电信号，经线缆6或无线传输设备将电信号传输给信号采集及处理装置4，由信号采集及处理装置进行数据贮存、信息传输。上述信号采集及处理装置可以是单片机、电子计算机等可以实现该功能的设备。使用方法根据工作面具体条件，设计测试方案，确定测试孔布置及钻孔深度。测压管外径为Φ38，钻测试孔为Φ42 45的测试孔。根据钻孔深度，选择相应长度的高压胶管3，将测压管1和多功能头5联结起来；然后将测压管1放入钻孔底部。将多功能头5上的压力传感器7与信号采集及处理装置联接好，保证正常工作。将注液枪插入多功能头5的注液口，并联结好，通过多功能头5上的单向阀53向测压管1内注入高压乳化液。注液压力到2Mpa时停止注液。完成上述过程后，取下注液枪，将多功能头5和信号采集及处理装置4固定好。系统开始正常工作，信号采集及处理装置4按设定的时间定时贮存压力数据， 通过红外采集器采集至上位机，或通过煤矿用本安型传输分站以总线通讯方式挂接到矿山压力位移监测系统上，实时观测现场压力。在工作面推进到离测压管位置0. 5 1米距离时， 通过多功能头5上的卸压阀M将测压管卸压，人工将测压管回撤，系统完成一个工作循环。需要指出的是，本发明包括但不仅限于以上的实施方式。
权利要求
1.岩石应力应变监测仪，其特征在于所述岩石应力应变监测仪包括顺序连接的测压管、高压胶管及多功能头，多功能头上设置有压力传感器，上述压力传感器通过有线或无线的方式与信号采集及处理装置连接。
2.根据权利要求1所述的岩石应力应变检测仪，其特征在于多功能头一端为注液口， 另一端为出液口，在注液口与出液口之间为压力液体通道；在上述液体通道上注液口一侧设置有单向阀，在上述液体通道上出液口一侧设置有卸载阀和压力传感器；上述出液口联接高压胶管。
全文摘要
本发明公开了一种岩石应力应变监测仪，包括顺序连接的测压管、高压胶管及多功能头，多功能头上设置有压力传感器，上述压力传感器通过线缆与信号采集及处理装置连接。本发明能够对采煤工作面前方和顺槽外侧外应力场的范围大小及其动态变化过程进行实时监测，为采场矿压预测预报、巷道布置、工作面支护设计、放顶煤开采放煤工艺设计等提供准确的设计和决策依据。
文档编号G01L1/00GK102226726SQ20111007693
公开日2011年10月26日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者常国昕, 欧元庆, 汤建泉, 谭波 申请人:山东科大中天电子有限公司