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煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置制造方法

文檔序號:6201959閱讀:297來源:國知局
煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置制造方法
【專利摘要】煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置,包括若干煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,連接桿和傳輸光纖,其中,煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計包括測力梁、攀升架、氣囊和支座,測力梁包括測力橫梁和光纖光柵傳感芯體,攀升架包括固定滑塊、移動滑塊和測力梁支座,支座包括座體和安裝螺桿;氣囊放置于座體上,前后兩端與分別安裝螺桿連接固定在座體上,氣囊和安裝螺桿均為中空結構;固定滑塊均固定在座體上,移動滑塊與固定滑塊通過逆止卡槽連接,測力梁支座與移動滑塊固定連接;測力橫梁與測力梁支座固定連接,光纖光柵傳感芯體固定在測力橫梁上。本實用新型提供的煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力監(jiān)測裝置,安全性高,可靠性高,精度高。
【專利說明】煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鉆孔應力測試裝置,特別是一種煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置。
【背景技術】
[0002]煤礦井下生產(chǎn),安全是重中之重,而煤礦危險卻無時不在。因此,安全監(jiān)測是煤礦生產(chǎn)中必須時刻開展的工作。煤巖巷道在工作面推進過程中,在其局部將造成應力集中區(qū)域,應力峰值可能達到正常應力值的2倍甚至3、4倍以上。巨大的應力峰值形成,對于煤巖巷道而言,就使安全事故發(fā)生概率的突增。無論從理論分析,還是經(jīng)驗總結,對于瓦斯突出礦井而言,應力集中區(qū)域往往是瓦斯突出事故發(fā)生區(qū)域;對于沖擊地壓礦井而言,應力集中區(qū)域往往就是沖擊地壓事故發(fā)生區(qū)域。因此,在上述區(qū)域進行煤巖體應力監(jiān)測勢在必行。但目前,在監(jiān)測中使用的傳感器一般都采用振弦式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或電容式壓力傳感器傳感器。例如,專利CN101113674B公開了一種用于煤礦應力監(jiān)測的壓力傳感器,壓力傳感器即選用壓阻式壓力傳感器或電容式壓力傳感器傳感器。這類傳感器均需要將應力或應變信號轉化為電信號傳輸給存儲收集設備,因此,普遍受到較為明顯的環(huán)境影響,例如在潮濕環(huán)境中,由于電信號短路,可能造成信號傳輸失??;由于環(huán)境中其他磁場的存在,也必將影響到電信號傳輸?shù)目煽啃浴?br> [0003]綜上所述,現(xiàn)有技術中尚沒有一種能夠有效避免環(huán)境干擾,保證應力監(jiān)測正常進行的鉆孔應力傳感器。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決現(xiàn)有技術中鉆孔應力監(jiān)測傳感器受環(huán)境影響大,監(jiān)測可靠性差的問題,本實用新型提供了 一種煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置。
[0005]本實用新型采用的技術方案如下:
[0006]煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,包括測力梁、攀升架、氣囊和支座,所述測力梁包括測力橫梁和光纖光柵傳感芯體,所述攀升架包括前固定滑塊、后固定滑塊、前移動滑塊、后移動滑塊、前測力梁支座和后測力梁支座,所述支座包括座體、前端安裝螺桿和后端安裝螺桿;所述氣囊放置于所述座體上,通過前后兩端分別與所述前端安裝螺桿和后端安裝螺桿連接固定在所述座體上,所述氣囊,所述前端安裝螺桿和后端安裝螺桿均為中空結構;所述前固定滑塊和所述后固定滑塊均固定在所述座體上,所述前移動滑塊和所述后移動滑塊分別與所述前固定滑塊和所述后固定滑塊通過逆止卡槽連接,所述前測力梁支座和所述后測力梁支座分別與所述前移動滑塊和所述后移動滑塊固定連接;所述測力橫梁與所述前測力梁支座和所述后測力梁支座分別固定連接,所述光纖光柵傳感芯體固定在所述測力橫梁上。
[0007]在上述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計中,所述前測力梁支座和所述后測力梁支座之間固定連接,形成一個整體結構。[0008]在上述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計中,所述前測力梁支座和所述后測力梁支座上端成型有凹槽,所述測力橫梁放置于所述凹槽內(nèi),形成簡支梁結構。
[0009]在上述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計中,所述氣囊包括囊體、前卡扣和后卡扣。
[0010]煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置,包括上述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,若干連接桿和傳輸光纖,每一個所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計的所述光纖光柵傳感芯體柵格大小均不等,連接時,所述光纖光柵傳感芯體柵格小的所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計在前;所述連接桿前后端均成型有螺紋,分別與所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計的所述前端安裝螺桿和后端安裝螺桿螺紋連接,所述連接桿為中空結構;所述傳輸光纖依次與每一個所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計的所述光纖光柵傳感芯體連接,使所有所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計形成串聯(lián)關系。
[0011]在上述煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置中,所述連接桿由若干根彼此相連的圓形鋼管構成,所述連接桿的總長度為lm。。
[0012]在上述煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置中,所述傳輸光纖外圍覆蓋
有一層保護層。
[0013]本實用新型的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點:
[0014]①本實用新型提供的煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,采用光柵光線傳感芯體來感應鉆孔內(nèi)煤巖體應力應變變化,不需要通電,因此,本實用新型不受周圍磁場環(huán)境的環(huán)境濕度、溫度等的影響,安全性高,可靠性高。
[0015]②本實用新型提供的煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,采用支座、攀升架等機械機構實現(xiàn)鉆孔內(nèi)煤巖體應力應變監(jiān)測,因此,本實用新型結構簡單,安裝維護方便,制造成本低且監(jiān)測精度高。
[0016]③本實用新型提供的煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,采用的攀升架由固定滑塊、移動滑塊和測力梁支座構成,能夠準確的傳遞氣囊對攀升架的作用力,將測力梁與煤巖體鉆孔壁緊密貼合,并能保證各自位置保持穩(wěn)定不變,因此,本實用新型監(jiān)測效果好,可靠性高,精度高。
[0017]④本實用新型提供的煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,攀升架的測力梁支座采用前后分離結構,便于控制攀升架和測力梁之間的安裝精度,因此,本實用新型監(jiān)測精度高。
[0018]⑤本實用新型提供的煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置,由于采用煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,連接桿和傳輸光纖結構,因此,本實用新型能夠比較方便的實現(xiàn)煤巖體鉆孔內(nèi)一孔多點的應力監(jiān)測,有效的節(jié)省了鉆孔、安裝工序,且監(jiān)測精度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解,下面根據(jù)本實用新型的具體實施例并結合附圖,對本實用新型作進一步詳細的說明,其中
[0020]圖1是本實用新型煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置煤巖體鉆孔內(nèi)布置不意圖;
[0021]圖2是本實用新型煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計正視圖;
[0022]圖3是本實用新型煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計中測力梁正視圖;
[0023]圖4是本實用新型煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計中攀升架正視圖;[0024]圖5是本實用新型煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計中氣囊正視圖;
[0025]圖6是本實用新型煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計中支座正視圖。
[0026]圖中標記為:1-測力梁,101-測力橫梁,102-光纖光柵傳感芯體,2-攀升架,201-前固定滑塊,202-后固定滑塊,203-前移動滑塊,204-后移動滑塊,205-前測力梁支座,206-后測力梁支座,3-氣囊,301-囊體,302-前卡扣,303-后卡扣,4-支座,401-座體,402-前端安裝螺桿,403-后端安裝螺桿,5-煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,6-連接桿,7-傳輸光纖。
【具體實施方式】
[0027]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0028]如圖1-6所示,是本實用新型煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計和煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置的優(yōu)選實施例。
[0029]所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,包括測力梁1、攀升架2、氣囊3和支座4,所述測力梁I包括測力橫梁101和光纖光柵傳感芯體102,所述攀升架2包括前固定滑塊201、后固定滑塊202、前移動滑塊203、后移動滑塊204、前測力梁支座205和后測力梁支座206,所述支座4包括座體401、前端安裝螺桿402和后端安裝螺桿403 ;所述氣囊3放置于所述座體401上,通過前后兩端分別與所述前端安裝螺桿402和后端安裝螺桿403連接固定在所述座體401上,所述氣囊3,所述前端安裝螺桿402和后端安裝螺桿403均為中空結構;所述前固定滑塊201和所述后固定滑塊202均固定在所述座體401上,所述前移動滑塊203和所述后移動滑塊204分別與所述前固定滑塊201和所述后固定滑塊202通過逆止卡槽連接,所述前測力梁支座205和所述后測力梁支座206分別與所述前移動滑塊203和所述后移動滑塊204固定連接;所述測力橫梁101與所述前測力梁支座205和所述后測力梁支座206分別固定連接,所述光纖光柵傳感芯體102固定在所述測力橫梁101上。
[0030]在本實施例中,所述前測力梁支座205和所述后測力梁支座206之間固定連接,形成一個整體結構。
[0031]在本實施例中,所述前測力梁支座205和所述后測力梁支座206上端成型有凹槽,所述測力橫梁101放置于所述凹槽內(nèi),形成簡支梁結構。
[0032]在本實施例中,所述氣囊3包括囊體301、前卡扣302和后卡扣303。
[0033]所述煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置,包括若干本實施例中所述的煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5,若干連接桿6和傳輸光纖7,每一個所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5的所述光纖光柵傳感芯體102柵格大小均不等,連接時,所述光纖光柵傳感芯體102柵格小的所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5在前;所述連接桿6前后端均成型有螺紋,分別與所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5的所述前端安裝螺桿402和后端安裝螺桿403螺紋連接,所述連接桿6為中空結構;所述傳輸光纖7依次與每一個所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5的所述光纖光柵傳感芯體102連接,使所有所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5形成串聯(lián)關系。
[0034]在本實施例中,所述連接桿6由若干根彼此相連的圓形鋼管構成,所述連接桿的總長度為lm。[0035]在本實施例中,所述傳輸光纖7外圍覆蓋有一層保護層。
[0036]所述掘進工作面除塵方法,使用本實施例中的掘進工作面除塵系統(tǒng)進行除塵,其步驟包括:
[0037]本實用新型煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計組裝步驟為:
[0038](a)將所述前端安裝螺桿402安裝到所述架體401前端;將所述后端安裝螺桿后端403安裝到所述架體401后端;
[0039](b)將所述氣囊3放入所述架體401內(nèi),將所述前卡扣302和后卡扣303分別與所述伸入所述架體401內(nèi)的所述前端安裝螺桿402和所述后端安裝螺桿403分別相連,緊固;
[0040](c)將所述前、后固定滑塊201,202安裝到所述架體401上,并固定;
[0041](d)將所述前、后移動滑塊203,204分別與所述前、后測力梁支座205,206安裝固定;
[0042](e)將所述前、后移動滑塊203,204上的逆止卡槽分別與所述前、后固定滑塊201,202上的逆止卡槽吻合,然后將所述前、后測力梁支座205,206進行固定連接;
[0043](f)將所述測力橫梁101,安裝到所述前、后測力梁支座205,206中的凹槽內(nèi),并固定;
[0044](g)最后將所述光纖光柵傳感芯體102安裝到所述測力橫梁102上,所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計組裝完成。
[0045]本實用新型煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置在煤巖體鉆孔內(nèi)安裝步驟為:
[0046](a)先按上述步驟組裝好若干個所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5 ;
[0047](b)將一根所述安裝桿6的前端與一個要連接的所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5的所述后端安裝螺桿403對齊,連接并緊固;
[0048](c)將所述傳輸光纖7與上述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5中所述光纖光柵傳感芯體102后端連接;
[0049](d)將上述安裝桿6和所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5 —并裝入待監(jiān)測的煤巖體鉆孔內(nèi);
[0050](e)將上述安裝桿6的后端與下一個要連接的所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5的所述前端安裝螺桿402對齊,連接并緊固,確保所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5中的柵格比上述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5中的柵格大;
[0051](f)將上述傳輸光纖7與連接的下一個所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5中所述光纖光柵傳感芯體102前端連接;
[0052](g)重復步驟(b)-(f),重復次數(shù)按照需要連接的所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計5的個數(shù)確定;
[0053](h)將風管與最后一根所述安裝桿6的后端相連,加入風壓,在風壓的作用下,所述氣囊3鼓起,將所述攀升架2及測力梁I整體推向煤巖體鉆孔壁,貼合接觸。
[0054]顯然,上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例,而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說,在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
【權利要求】
1.煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,包括測力梁(I)、攀升架(2)、氣囊(3)和支座(4),所述測力梁(I)包括測力橫梁(101)和光纖光柵傳感芯體(102),所述攀升架(2)包括前固定滑塊(201)、后固定滑塊(202)、前移動滑塊(203)、后移動滑塊(204)、前測力梁支座(205)和后測力梁支座(206),所述支座(4)包括座體(401)、前端安裝螺桿(402)和后端安裝螺桿(403); 所述氣囊(3)放置于所述座體(401)上,通過前后兩端分別與所述前端安裝螺桿(402)和后端安裝螺桿(403)連接固定在所述座體(401)上,所述氣囊(3),所述前端安裝螺桿(402)和后端安裝螺桿(403)均為中空結構; 所述前固定滑塊(201)和所述后固定滑塊(202)均固定在所述座體(401)上,所述前移動滑塊(203)和所述后移動滑塊(204)分別與所述前固定滑塊(201)和所述后固定滑塊(202)通過逆止卡槽連接,所述前測力梁支座(205)和所述后測力梁支座(206)分別與所述前移動滑塊(203)和所述后移動滑塊(204)固定連接; 所述測力橫梁(101)與所述前測力梁支座(205)和所述后測力梁支座(206)分別固定連接,所述光纖光柵傳感芯體(102)固定在所述測力橫梁(101)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,其特征在于:所述前測力梁支座(205)和所述后測力梁支座(206)之間固定連接,形成一個整體結構。
3.根據(jù)權利要求2所述的煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,其特征在于:所述前測力梁支座(205)和所述后測力梁支座(206)上端成型有凹槽,所述測力橫梁(101)放置于所述凹槽內(nèi),形成簡支梁結構。
4.根據(jù)權利要求3所述的煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計,其特征在于:所述氣囊(3)包括囊體(301)、前卡扣(302)和后卡扣(303)。
5.煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置,包括若干權利要求1-4任一所述的煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計(5),若干連接桿(6)和傳輸光纖(7),每一個所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計(5)的所述光纖光柵傳感芯體(102)柵格大小均不等,連接時,所述光纖光柵傳感芯體(102)柵格小的所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計(5)在前; 所述連接桿(6)前后端均成型有螺紋,分別與所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計(5)的所述前端安裝螺桿(402)和后端安裝螺桿(403)螺紋連接,所述連接桿(6)為中空結構; 所述傳輸光纖(7)依次與每一個所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計(5)的所述光纖光柵傳感芯體(102)連接,使所有所述煤礦井下光纖光柵鉆孔應力計(5)形成串聯(lián)關系。
6.根據(jù)權利要求5所述的煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置,其特征在于:所述連接桿(6)由若干根彼此相連的圓形鋼管構成,所述連接桿的總長度為lm。
7.根據(jù)權利要求6所述的煤礦井下一孔多點光纖光柵鉆孔應力測試裝置,其特征在于:所述傳輸光纖(7)外圍覆蓋有一層保護層。
【文檔編號】G01L1/24GK203519216SQ201320633874
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權日:2013年10月15日
【發(fā)明者】歐陽振華, 張輝, 趙善坤 申請人:煤炭科學研究總院
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