一種監(jiān)測沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)，包括地面接收器、礦井環(huán)網(wǎng)、應(yīng)變儀、信號線、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、定時計(jì)時器、電源線；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，位移傳感模塊通過紅外線遙感監(jiān)測兩幫位移，兩者都通過信號線將信號傳輸?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，通過空心錨桿中的導(dǎo)線連接到應(yīng)變儀，將紅外傳感模塊裝到錨桿托盤上，連接信號線到礦井環(huán)網(wǎng)。
【專利說明】一種監(jiān)測沖擊地壓的錨桿應(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)測系統(tǒng)，更具體是一種監(jiān)測沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]沖擊地壓是礦山煤巖動力災(zāi)害之一，近年來由于開采深度的增加，礦井規(guī)模的擴(kuò)大，掘進(jìn)面的不斷延伸以及開采條件越來越復(fù)雜，沖擊地壓事故越來越嚴(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)時在線顯現(xiàn)出來，因此必須對錨桿所受應(yīng)力進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，以便預(yù)警沖擊地壓。傳統(tǒng)的錨桿應(yīng)力監(jiān)測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:外界壓力通過錨桿將壓力傳遞給液體，通過機(jī)械壓力表對液體壓力的變化進(jìn)行人為觀察，操作復(fù)雜，工程量大，誤差大，所以不能實(shí)現(xiàn)對沖擊地壓的準(zhǔn)確有效的監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸。而且目前錨桿應(yīng)力監(jiān)測方法單一，沒有將應(yīng)力和位移結(jié)合起來，容易造成很大誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服這些問題，本實(shí)用新型提供了一種監(jiān)測沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)，可通過以下方式來實(shí)現(xiàn):一種監(jiān)測沖擊地壓的錨桿應(yīng)力系統(tǒng)，包括地面接收器、礦井環(huán)網(wǎng)、應(yīng)變儀、信號線、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、定時計(jì)時器、電源線；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，位移傳感模塊通過紅外線遙感監(jiān)測兩幫位移，兩者都通過環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)降孛?；?yīng)力變化率與位移變化率越大，說明兩者異常系數(shù)越大，沖擊地壓危險性越大，通過對應(yīng)力與位移異常系數(shù)的實(shí)時在線監(jiān)測可以預(yù)警沖擊地壓。把電阻應(yīng)變片裝在錨桿上，通過空心錨桿中的信號線連接到應(yīng)變儀，把位移傳感模塊裝在錨桿托盤上，應(yīng)力信號和位移信號都通過礦井環(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)變片來監(jiān)測錨桿應(yīng)力，改善了傳統(tǒng)傳感器需人為觀測工作量大的不足，簡單方便，監(jiān)測結(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)時監(jiān)測，同時采用位移監(jiān)測和應(yīng)力監(jiān)測相結(jié)合的方法，能準(zhǔn)確有效的對沖擊地壓進(jìn)行預(yù)警，提高了礦井的生產(chǎn)安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[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、信號線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、定時計(jì)時器、電源線；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，位移傳感模塊6通過紅外線遙感監(jiān)測兩幫位移，兩者都通過信號線將信號傳輸?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，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)測點(diǎn)，以便對沖擊地壓進(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，將信號線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，采用四個電阻應(yīng)變片5，其中兩個豎向貼在錨桿的對稱面上，并串聯(lián)起來，這樣能提高測試精度，并且能監(jiān)測沿錨桿方向的應(yīng)力，同時，另外兩個電阻應(yīng)變片5橫向布置，能監(jiān)測垂直錨桿方向的應(yīng)力。將位移傳感模塊6裝在錨桿托盤上，利用紅外遙感技術(shù)測量兩幫位移量。
[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，電阻應(yīng)變片5便會產(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的電阻便會產(chǎn)生變化，以電信號的形式傳遞給應(yīng)變儀3，應(yīng)變儀3將接收到的信號轉(zhuǎn)換成應(yīng)力的變化，并將信號放大。位移傳感模塊6通過紅外線遙感技術(shù)監(jiān)測計(jì)算巷道兩幫位移，兩者都通過礦井環(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)測效果。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)測沖擊地壓的錨桿應(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)、信號線(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、定時計(jì)時器、電源線；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，位移傳感模塊(6)通過紅外線遙感監(jiān)測兩幫位移，兩者都通過信號線(4)將信號傳輸?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】E21D21/02GK203559919SQ201320765901
【公開日】2014年4月23日 申請日期: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 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)