一種監(jiān)測(cè)沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)，包括地面接收器、礦井環(huán)網(wǎng)、應(yīng)變儀、信號(hào)線(xiàn)、電阻應(yīng)變片、位移傳感模塊，其特征在于：位移傳感模塊中有抗干擾電路、紅外傳感模塊、定時(shí)計(jì)時(shí)器、電源線(xiàn)；應(yīng)變儀中有應(yīng)力采集電路、本質(zhì)安全型電路板、電源電路；應(yīng)力采集電路將電阻應(yīng)變片的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成應(yīng)力的大小和變化，應(yīng)變儀再將應(yīng)力的大小和變化放大后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，位移傳感模塊通過(guò)紅外線(xiàn)遙感監(jiān)測(cè)兩幫位移，兩者都通過(guò)信號(hào)線(xiàn)將信號(hào)傳輸?shù)降V井環(huán)網(wǎng)，并由礦井環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)降孛娼邮掌鳌０央娮钁?yīng)變片裝在錨桿上，通過(guò)空心錨桿中的導(dǎo)線(xiàn)連接到應(yīng)變儀，將紅外傳感模塊裝到錨桿托盤(pán)上，連接信號(hào)線(xiàn)到礦井環(huán)網(wǎng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種監(jiān)測(cè)沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤礦井下用的應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，更具體是一種監(jiān)測(cè)沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]沖擊地壓是礦山煤巖動(dòng)力災(zāi)害之一，近年來(lái)由于開(kāi)采深度的增加，礦井規(guī)模的擴(kuò)大，掘進(jìn)面的不斷延伸以及開(kāi)采條件越來(lái)越復(fù)雜，沖擊地壓事故越來(lái)越嚴(yán)重，多數(shù)礦井已出現(xiàn)了沖擊地壓事故，嚴(yán)重影響了礦井工人的身心健康和礦山的生產(chǎn)安全。錨桿支護(hù)能顯著提高圍巖的穩(wěn)定性，在礦上已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但是錨桿支護(hù)屬于隱形支護(hù)，錨桿所受應(yīng)力狀況不能實(shí)時(shí)在線(xiàn)顯現(xiàn)出來(lái)，因此必須對(duì)錨桿所受應(yīng)力進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以便預(yù)警沖擊地壓。傳統(tǒng)的錨桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)采用的是錨桿壓力傳感器，錨桿壓力傳感器采用液壓加機(jī)械壓力表的形式，它的原理為:外界壓力通過(guò)錨桿將壓力傳遞給液體，通過(guò)機(jī)械壓力表對(duì)液體壓力的變化進(jìn)行人為觀(guān)察，操作復(fù)雜，工程量大，誤差大，所以不能實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊地壓的準(zhǔn)確有效的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸。而且目前錨桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法單一，沒(méi)有將應(yīng)力和位移結(jié)合起來(lái)，容易造成很大誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服這些問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種監(jiān)測(cè)沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)，可通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn):一種監(jiān)測(cè)沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)，包括地面接收器、礦井環(huán)網(wǎng)、應(yīng)變儀、信號(hào)線(xiàn)、電阻應(yīng)變片、位移傳感模塊，其特征在于:位移傳感模塊中有抗干擾電路、紅外傳感模塊、定時(shí)計(jì)時(shí)器、電源線(xiàn)；應(yīng)變儀中有應(yīng)力采集電路、本質(zhì)安全型電路板、電源電路；應(yīng)力采集電路將應(yīng)變片的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成應(yīng)力的大小和變化，應(yīng)變儀再將應(yīng)力的大小和變化放大后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，位移傳感模塊通過(guò)紅外線(xiàn)遙感監(jiān)測(cè)兩幫位移，兩者都通過(guò)環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)降孛?；?yīng)力變化率與位移變化率越大，說(shuō)明兩者異常系數(shù)越大，沖擊地壓危險(xiǎn)性越大，通過(guò)對(duì)應(yīng)力與位移異常系數(shù)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)可以預(yù)警沖擊地壓。把電阻應(yīng)變片裝在錨桿上，通過(guò)空心錨桿中的信號(hào)線(xiàn)連接到應(yīng)變儀，把位移傳感模塊裝在錨桿托盤(pán)上，應(yīng)力信號(hào)和位移信號(hào)都通過(guò)礦井環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)降孛妗?br> [0004]本實(shí)用新型的積極效果是:由于采用了應(yīng)變片來(lái)監(jiān)測(cè)錨桿應(yīng)力，改善了傳統(tǒng)傳感器需人為觀(guān)測(cè)工作量大的不足，簡(jiǎn)單方便，監(jiān)測(cè)結(jié)果的精確性也提高了很多，利用礦井環(huán)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)能實(shí)現(xiàn)錨桿應(yīng)力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)采用位移監(jiān)測(cè)和應(yīng)力監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法，能準(zhǔn)確有效的對(duì)沖擊地壓進(jìn)行預(yù)警，提高了礦井的生產(chǎn)安全性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]附圖1是本實(shí)用新型的原理圖。
【具體實(shí)施方式】[0006]參照附圖1如下:一種監(jiān)測(cè)沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)，包括地面接收器1、礦井環(huán)網(wǎng)2、應(yīng)變儀3、信號(hào)線(xiàn)4、電阻應(yīng)變片5、位移傳感模塊6，其特征在于:位移傳感模塊6中有抗干擾電路、紅外傳感模塊、定時(shí)計(jì)時(shí)器、電源線(xiàn)；應(yīng)變儀3中有應(yīng)力采集電路、本質(zhì)安全型電路板、電源電路；應(yīng)力采集電路將電阻應(yīng)變片5的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成應(yīng)力的大小和變化，應(yīng)變儀3再將應(yīng)力的大小和變化放大后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，位移傳感模塊6通過(guò)紅外線(xiàn)遙感監(jiān)測(cè)兩幫位移，兩者都通過(guò)信號(hào)線(xiàn)將信號(hào)傳輸?shù)降V井環(huán)網(wǎng)2，并由礦井環(huán)網(wǎng)2傳輸?shù)降孛娼邮掌鱅。
[0007]使用時(shí)，錨桿應(yīng)力計(jì)緊固在煤礦巷道頂板及兩幫錨桿或錨索受力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以便對(duì)沖擊地壓進(jìn)行預(yù)警，電阻應(yīng)變片5采用穿孔式固定安裝，先放入托盤(pán)，將信號(hào)線(xiàn)4穿入錨桿中，旋緊錨桿的緊固螺母。傳感器的電路采用半橋電路，采用四個(gè)電阻應(yīng)變片5，其中兩個(gè)豎向貼在錨桿的對(duì)稱(chēng)面上，并串聯(lián)起來(lái)，這樣能提高測(cè)試精度，并且能監(jiān)測(cè)沿錨桿方向的應(yīng)力，同時(shí)，另外兩個(gè)電阻應(yīng)變片5橫向布置，能監(jiān)測(cè)垂直錨桿方向的應(yīng)力。將位移傳感模塊6裝在錨桿托盤(pán)上，利用紅外遙感技術(shù)測(cè)量?jī)蓭臀灰屏俊?br> [0008]錨桿端頭貼有半橋電路的電阻應(yīng)變片5，當(dāng)煤巖層中有應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片5便會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變，電阻應(yīng)變片與本質(zhì)安全型電路板相連，電阻應(yīng)變片5的電阻便會(huì)產(chǎn)生變化，以電信號(hào)的形式傳遞給應(yīng)變儀3，應(yīng)變儀3將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成應(yīng)力的變化，并將信號(hào)放大。位移傳感模塊6通過(guò)紅外線(xiàn)遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)計(jì)算巷道兩幫位移，兩者都通過(guò)礦井環(huán)網(wǎng)2傳輸?shù)降孛娼邮掌鱅進(jìn)行沖擊地壓的預(yù)警，這樣就實(shí)行了沖擊地壓的監(jiān)測(cè)效果。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)測(cè)沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)，包括地面接收器(I)、礦井環(huán)網(wǎng)(2)、應(yīng)變儀(3)、信號(hào)線(xiàn)(4)、電阻應(yīng)變片(5)及位移傳感模塊(6),其特征在于:位移傳感模塊(6)中有抗干擾電路、紅外傳感模塊、定時(shí)計(jì)時(shí)器、電源線(xiàn)；應(yīng)變儀(3)中有應(yīng)力采集電路、本質(zhì)安全型電路板、電源電路；應(yīng)力采集電路將電阻應(yīng)變片(5)的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成應(yīng)力的大小和變化，應(yīng)變儀(3)再將應(yīng)力的大小和變化放大后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，位移傳感模塊(6)通過(guò)紅外線(xiàn)遙感監(jiān)測(cè)兩幫位移，兩者都通過(guò)信號(hào)線(xiàn)(4)將信號(hào)傳輸?shù)降V井環(huán)網(wǎng)(2)，并由礦井環(huán)網(wǎng)(2)傳輸?shù)降孛娼邮掌?I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)，其特征在于:所述電阻應(yīng)變片(5)采用穿孔式固定安裝。
【文檔編號(hào)】E21D21/02GK203559919SQ201320765901
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】陸菜平, 劉廣建, 薛俊華, 左源耀, 秦松, 周偉 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)