一种周向耦合轴向约束应力监测装置的制作方法

本技术涉及应力监测设备，更具体地说，涉及一种周向耦合轴向约束应力监测装置。

背景技术：

1、在采矿领域中，采动造成的煤岩和支护体上的作用力称为采动应力，矿山开采会引起原岩的应力场发生改变，也就是说，采动使原岩的应力状态发生改变，形成新的应力状态，因此，可以利用应力监测装置从应力场的角度对煤岩层冲击危险性进行预测与评价，并且研究深部开采冲击地压灾害区域。现在常用的钻孔应力计是充液膨胀的油压枕式应力计，用来监测采矿过程中采场周围岩体应力随采动影响的变化规律，如图1所示，图1为现有的油压枕式应力计的示意图，可见，受其外形约束和结构限制，这种油压枕式应力计包括油囊101和压盘102，其放置与煤岩层中时，只有上下两个方向上受力，因此只能进行单向检测，这就对现场安装工艺和钻孔要求都比较高，在无法确定应力方向时，安装就具有盲目性，无法实现多方向监测的目的。另外，油压枕式应力计采用的是刚性材料，充液后与钻孔的配合性比较差，尤其是在易塌钻孔中安装时，难以达到安装要求，导致监测效果较差，另外，其只适用于测量小孔径(φ45mm-φ50mm)的钻孔应力，而在大孔径冲击地压、煤与瓦斯突出的情况下，由于油压枕受到焊缝强度的限制而无法使用。

2、可见，现有的上述油压枕式应力计具有如下缺点：监测方向单一，与钻孔之间的耦合性差，适用的孔径比较小，而且不适用于煤与瓦斯突出情况下的应力检测。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种周向耦合轴向约束应力监测装置，能适用于大孔径监测的情况，能够提前捕捉冲击地压以及煤与瓦斯突出的征兆，提高监测的精度，能适应不同方向来压的监测，可以进行大范围应力场的精确分析。

2、本实用新型提供的一种周向耦合轴向约束应力监测装置，包括依次连接在一起的柔性胶管、输油通道、三通式加压部件、压力传感器和压力采集部件，其中，所述柔性胶管用于放置于原煤岩层中开设的孔内且其内部缠绕有刚性件，所述柔性胶管的轴向设置有用于实现轴向约束的拉撑部件，所述三通式加压部件和所述输油管道用于向所述柔性胶管的内部空间充油，所述压力传感器用于监测所述柔性胶管内的与其整个圆周外部承受的外界应力相对应的油压，所述压力采集部件用于采集所述油压。

3、优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述压力采集部件还连接有压力显示部件，用于显示所述油压。

4、优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述压力采集部件还连接有应力转换部件，用于将所述油压转换为应力。

5、优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述刚性件为8层钢丝。

6、优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述拉撑部件为钢质拉撑部件。

7、优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述三通式加压部件包括三通式加压阀体和油泵。

8、优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述柔性胶管为高压耐油橡胶管。

9、优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述柔性胶管上还设置有放气孔以及设置于所述放气孔内的钢球和放气螺栓，其中，所述钢球用于封住所述放气孔，所述放气螺栓用于在被外力拧松后释放所述柔性胶管内的空气且被外力拧紧后压紧所述钢球实现密封。

10、优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述三通式加压阀体上设置有注油嘴和回油开关。

11、优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述柔性胶管的侧面还设置有推送接头。

12、从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的上述周向耦合轴向约束应力监测装置，由于包括依次连接在一起的柔性胶管、输油通道、三通式加压部件、压力传感器和压力采集部件，其中，所述柔性胶管用于放置于原煤岩层中开设的孔内且其内部缠绕有刚性件，所述柔性胶管的轴向设置有用于实现轴向约束的拉撑部件，所述三通式加压部件和所述输油管道用于向所述柔性胶管的内部空间充油，所述压力传感器用于监测所述柔性胶管内的与其整个圆周外部承受的外界应力相对应的油压，所述压力采集部件用于采集所述油压，因此能适用于大孔径监测的情况，能够提前捕捉冲击地压以及煤与瓦斯突出的征兆，提高监测的精度，能适应不同方向来压的监测，可以进行大范围应力场的精确分析。

技术特征：

1.一种周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，包括依次连接在一起的柔性胶管、输油通道、三通式加压部件、压力传感器和压力采集部件，其中，所述柔性胶管用于放置于原煤岩层中开设的孔内且其内部缠绕有刚性件，所述柔性胶管的轴向设置有用于实现轴向约束的拉撑部件，所述三通式加压部件和所述输油通道用于向所述柔性胶管的内部空间充油，所述压力传感器用于监测所述柔性胶管内的与其整个圆周外部承受的外界应力相对应的油压，所述压力采集部件用于采集所述油压。

2.根据权利要求1所述的周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，所述压力采集部件还连接有压力显示部件，用于显示所述油压。

3.根据权利要求2所述的周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，所述压力采集部件还连接有应力转换部件，用于将所述油压转换为应力。

4.根据权利要求1所述的周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，所述刚性件为8层钢丝。

5.根据权利要求1所述的周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，所述拉撑部件为钢质拉撑部件。

6.根据权利要求1所述的周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，所述三通式加压部件包括三通式加压阀体和油泵。

7.根据权利要求1所述的周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，所述柔性胶管为高压耐油橡胶管。

8.根据权利要求1所述的周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，所述柔性胶管上还设置有放气孔以及设置于所述放气孔内的钢球和放气螺栓，其中，所述钢球用于封住所述放气孔，所述放气螺栓用于在被外力拧松后释放所述柔性胶管内的空气且被外力拧紧后压紧所述钢球实现密封。

9.根据权利要求6所述的周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，所述三通式加压阀体上设置有注油嘴和回油开关。

10.根据权利要求1所述的周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，所述柔性胶管的侧面还设置有推送接头。

技术总结
本申请公开了一种周向耦合轴向约束应力监测装置，包括依次连接在一起的柔性胶管、输油通道、三通式加压部件、压力传感器和压力采集部件，其中，所述柔性胶管用于放置于原煤岩层中开设的孔内且其内部缠绕有刚性件，所述柔性胶管的轴向设置有用于实现轴向约束的拉撑部件，所述三通式加压部件和所述输油管道用于向所述柔性胶管的内部空间充油，所述压力传感器用于监测所述柔性胶管内的与其整个圆周外部承受的外界应力相对应的油压，所述压力采集部件用于采集所述油压，该装置能适用于大孔径监测的情况，能够提前捕捉冲击地压以及煤与瓦斯突出的征兆，提高监测的精度，能适应不同方向来压的监测，可以进行大范围应力场的精确分析。

技术研发人员：张玉青,曹丽娜,韩雪峰
受保护的技术使用者：尤洛卡（山东）矿业科技有限公司
技术研发日：20221028
技术公布日：2024/1/12