一种煤层钻孔多方位应力监测装置的制作方法

本技术涉及煤岩应力监测，具体涉及一种煤层钻孔多方位应力监测装置。

背景技术：

1、当前钻孔应力监测通常采用监测油囊压力承压变化，用于测量因采动影响煤层或岩层内部应力场的变化，反演煤层应力的监测方式。采用无线通信的通讯方式，将无线覆盖范围内的测量数据发送到监测基站，对需要监测的煤层或岩层形成全面的监测网络，将监测数据传送到井上监测服务器，完成对井下因采动影响煤层或岩层内部应力场变化的实时监测。当煤矿巷道某处钻孔应力计监测到煤岩钻孔应力升高，并触发井上报警响应机制后，井下防冲施工人员，及时对煤层采掘点超前距离进行打孔，释放应力，降低采掘生产风险，保障施工人员人身安全。

2、当前钻孔应力监测装置通常采用油囊式应力计监测煤层应力变化，由三通阀导通端上下接口分别连接应力计与压力传感器构成，三通阀上的加油接口连接手动泵，当手动泵加压时，通过输油管对油囊注油，使油囊内部膨胀承压，完成初始油压操作。当煤层发生层移应力变化时，煤层挤压油囊压板，进而使油囊压力提升，与应力计相连通的压力传感器监测压力变化，由信号记录仪记录并显示当前应力监测值。

3、煤层应力监测是保障煤矿现场人员安全生产的关键监测手段，其监测准确性、施工规范化、故障少发率是关键的影响因素。当前应力监测装置有几个缺点：

4、1)油囊由两张弹性金属片焊接，充压后仅能监测钻孔上部与底部方位的应力变化，监测方位受限。

5、2)油囊焊接成型，常因焊接虚焊导致保压过程中焊缝爆裂，引起漏压，影响监测数据的真实性，不利于有效监控煤层应力变化。

6、3)应力计安装过程中严格控制囊体水平推送，在深孔位置易发生倾斜，煤层应力释放过程会导致油囊侧方受压，影响监测准确性。

7、4)应力计、三通阀通过多部分焊接成型，易出现密封不良导致的漏压，需施工人员频繁进行补压，严重影响工作效率，同时存在无法有效监控的风险。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的问题，本实用新型专利设计了一种煤层钻孔多方位应力监测装置，以解决现有应力计检测方位有限、应用故障率高，不灵活的问题。

2、本实用新型所采用的技术方案是：所述多方位应力监测装置包括金属套筒，所述金属套筒的前段外壁沿周向均布安装有4块前fsr电阻式rfp薄膜压力传感器，所述金属套筒的后段外壁沿周向均布安装有4块后fsr电阻式rfp薄膜压力传感器，所述前fsr电阻式rfp薄膜压力传感器与后fsr电阻式rfp薄膜压力传感器在周向上有45度的错位，所述金属套筒对应各fsr电阻式rfp薄膜压力传感器的安装位置开有穿孔，各fsr电阻式rfp薄膜压力传感器的信号线路从各自对应的穿孔穿入到金属套筒中，并向外延伸连接信号基站。

3、进一步的，所述金属套筒及fsr电阻式rfp薄膜压力传感器的外侧包覆有一层由热缩管或冷缩管制成的护套管。

4、进一步的，所述金属套筒的尾端对接有线管，所述线管连接fsr电阻式rfp薄膜压力传感器的信号线路和信号基站。

5、进一步的，所述金属套筒的前端张贴有方位卡，所述方位卡设置的指示方向与4块前fsr电阻式rfp薄膜压力传感器的径向方向或者4块后fsr电阻式rfp薄膜压力传感器的径向方向相同。

6、相对于现有技术，本实用新型专利设计的一种煤层钻孔多方位应力监测装置的进步之处在于：监测装置采用fsr电阻式rfp薄膜压力传感器进行应力监测，无需充油压，不存在焊接点，也没有易损坏的柔性组件，应用更加的方便，维护少；设置了8片fsr电阻式rfp薄膜压力传感器，可同时监测钻孔内8个不同方位的应力变化，对煤层各方向的应力变化的监测更加的全面；同时装置设置了信号基站，通过信号基站将监测的数据向终端显示器和井上的服务器进行传输，保证信号传输的稳定。

技术特征：

1.一种煤层钻孔多方位应力监测装置，其特征在于，所述多方位应力监测装置包括金属套筒，所述金属套筒的前段外壁沿周向均布安装有4块前fsr电阻式rfp薄膜压力传感器，所述金属套筒的后段外壁沿周向均布安装有4块后fsr电阻式rfp薄膜压力传感器，所述前fsr电阻式rfp薄膜压力传感器与后fsr电阻式rfp薄膜压力传感器在周向上有45度的错位，所述金属套筒对应各fsr电阻式rfp薄膜压力传感器的安装位置开有穿孔，各fsr电阻式rfp薄膜压力传感器的信号线路从各自对应的穿孔穿入到金属套筒中，并向外延伸连接信号基站。

2.根据权利要求1所述的一种煤层钻孔多方位应力监测装置，其特征在于，所述金属套筒及fsr电阻式rfp薄膜压力传感器的外侧包覆有一层由热缩管或冷缩管制成的护套管。

3.根据权利要求2所述的一种煤层钻孔多方位应力监测装置，其特征在于，所述金属套筒的尾端对接有线管，所述线管连接fsr电阻式rfp薄膜压力传感器的信号线路和信号基站。

4.根据权利要求3所述的一种煤层钻孔多方位应力监测装置，其特征在于，所述金属套筒的前端张贴有方位卡，所述方位卡设的指示方向与4块前fsr电阻式rfp薄膜压力传感器的径向方向或者4块后fsr电阻式rfp薄膜压力传感器的径向方向相同。

技术总结
本技术涉及一种煤层钻孔多方位应力监测装置，属于煤岩应力监测技术领域。所述多方位应力监测装置包括金属套筒，所述金属套筒的前段外壁沿周向均布安装有4块薄膜压力传感器，所述金属套筒的后段沿周向也均布安装有4块薄膜压力传感器，前、后薄膜压力传感器在周向上有45度的错位，所述金属套筒对应各薄膜压力传感器的安装位置开有穿孔，各薄膜压力传感器的信号线路从各自对应的穿孔穿入到金属套筒中，并向外延伸连接信号基站。本技术设计的多方位应力监测装置可同时对8个方位的煤层应力变化进行监测，可根据现场使用要求进行预制，监测效果好，应用方便。

技术研发人员：任明,张明辉,邢延晨,褚恒民,杨建强,杨震,侯强,张刊,段宏志,李冬雨
受保护的技术使用者：山东思科赛德矿业安全工程有限公司
技术研发日：20230210
技术公布日：2024/1/12