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专利名称：回采巷道侧向支承压力监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压力监测装置，特别涉及一种用于监测煤矿回采巷道侧向支承压力的压力监测装置。
背景技术：
在煤矿回采巷道掘进过程中，巷道的开挖破坏了煤层原始的应力平衡状态，使得巷道周围煤岩体内部的应力重新分布。巷道两帮应力向深部转移，当重新分布的应力超过了两帮附近煤体的极限强度时，该区域内的煤体便发生塑性破坏，并向巷道内移动，造成巷道变形，直到与巷道支护形成新的应力平衡状态。而在巷道两帮的塑性破坏区以内会形成一个应力增高区，附近煤体的应力值也远大于原岩应力，这些都是造成巷道变形量增加和冲击危险性增大的主要原因。因此，如果能够监测到巷道两帮侧向支承压力的分布规律及大小，对指导煤矿安全生产有极其重要的意义。目前，监测回采巷道侧向支承压力多采用间接方法，比如采用米尺观测巷道两帮及顶底板的移近量；采用钻孔窥视仪观测巷道两帮煤体不同深度处裂隙发育情况；采用钻机钻取不同深度的煤粉，从煤粉重量差别来判断侧向支承压力分布等。由于上述方法监测过程自动化程度低，人工参与环节较多，监测精度多受操作人员的细心程度及环境变化的影响。此外，上述方法具有随机、定时监测的缺点，尚不能实现实时在线监测，因而对煤矿安全生产的指导意义不大。因此，煤矿巷道掘进及回采过程中急需要设计一种可直接、实时地监测巷道侧向支承压力且监测结果准确性较高的装置，以掌握巷道应力分布特征，实现对煤矿安全生产的指导。

实用新型内容鉴于上述原因，本实用新型的目的在于提供一种能够实时在线监测，且监测结果较为准确的回采巷道侧向支承压力监测装置。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种回采巷道侧向支承压力监测装置，其特征在于，它包括装有数据处理软件的主机、数据采集仪、至少一个振弦记录仪、及至少一个压力传感器；该主机通过该数据采集仪与该振弦记录仪连接，该振弦记录仪与该压力传感器通过电缆连接。进一步地所述压力传感器布置在回采巷道的两侧不同深度处，布置在回采巷道同侧的压力传感器为一组。所述同组各压力传感器之间等间距布置，布置深度依次等额递增。所述同组各压力传感器在垂直巷道轴线的剖面上的投影近似在一条直线上。[0014]在回采巷道巷道两侧各布置4个所述压力传感器，同组各压力传感器之间的间距为I米,布置深度分别为3m, 6m, 9m, 12m。所述主机通过电缆与所述数据采集仪连接。所述主机通过无线模块与所述数据采集仪连接。所述数据采集仪通过电缆与所述振弦记录仪连接。所述数据采集仪通过无线模块与所述振弦记录仪连接。所述压力传感器采用压阻式传感器。本实用新型的优点在于本实用新型公开的回采巷道侧向支承压力监测装置，通过布置在回采巷道两帮不 同位置、深度的压力传感器组，监测与巷道轴线相垂直方向的煤体应力值，并将监测到的数据发送至振弦记录仪进行存储，然后经数据采集仪采集并发送至主机对各监测值进行关联分析，得到回采巷道侧向支承应力的变化曲线，从而实现监测回采巷道侧向支承压力的分布及大小的目的。本实用新型能够实时在线监测回采巷道侧向支承压力，且监测结果准确性较高，有利于提高煤矿生产的安全性。

图I是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型中的压力传感器的布置示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。图I是本实用新型的结构示意图。如图所示，本实用新型的回采巷道侧向支承压力监测装置包括主机I、数据采集仪2、至少一个振弦记录仪3和至少一个压力传感器4 ；主机I通过数据采集仪2与振弦记录仪3连接，振弦记录仪3与压力传感器4通过电缆连接。主机I与数据采集仪2之间可通过电缆或无线模块(比如蓝牙)连接，数据采集仪2与振弦记录仪3之间同样可通过电缆或无线模块连接。压力传感器4布置于巷道两帮煤体的不同深度处，当煤体受力变形并挤压压力传感器时，该压力传感器4感测压力数据(压力传感器的感压单元产生压力信号，并将压力信号转换为电信号)，并将该压力数据发送至振弦记录仪3以进行存储。振弦记录仪3设置于巷道掘进面后方两帮位置处，用于记录并存储压力传感器4感测到的压力数据，每个振弦记录仪3上最多可连接8个压力传感器4。数据采集仪2采集振弦记录仪3中存储的压力数据，并将采集到的压力数据发送到主机I。主机I接收并存储所述压力数据，并对该压力数据进行分析处理，以转化成直观可见的应力变化曲线。主机I内存储有数据处理软件，通过软件处理，各压力传感器4采集的压力数据可以应力变化曲线形式显示在主机屏幕上，由于各压力传感器4埋设深度不同，进一步将不同的深度值与不同的应力值进行对照分析，即可得出巷道侧向支承压力的分布规律。其中，压力传感器4内的感压单元主要采用压阻式。振弦记录仪3可通过充电干电池进行供电，每块充电干电池可正常使用30天左右，为保证数据记录的连续性，可常备两块充电干电池，循环使用。图2是本实用新型中的压力传感器的布置示意图。布置时，沿巷道走向，压力传感器的布置位置一般滞后掘进工作面50m。结合图I及图2，压力传感器的具体安装方法I)在监测点垂直巷道两帮煤壁处钻进直径为50mm的钻孔。在一个监测点，巷道同侧钻孔个数一般为4-8个，钻孔间距为lm，同侧钻孔深度自3m起依次等额递增；需要注意的是，同一个监测点同侧的钻孔在垂直巷道轴线的剖面上投影时，应该近似在一条直线上。2)钻孔施工完成后，在各钻孔中安装压力传感器4。安装时，利用安装杆将压力传感器4推至孔底，同时要注意安装杆上的方向标示，以保证压力传感器4的压力枕始终保持水平方向。 3)压力传感器4到达孔底后，采用手动油泵进行注油加压，一般打压到4_6MPa时，停止加压，撤出安装杆，然后用传输电缆将压力传感器4与振弦记录仪3连接起来。一般情况下，同一个监测点，巷道每帮可以布置4个压力传感器4，布置深度分别为3m，6m, 9m, 12m。在实际应用中，根据巷道的变形情况，可将压力传感器布置于煤体的不同深度，同时适当地增加或减少压力传感器的数量，即压力传感器的布置深度和数量不受所举实施例的限制。4)将数据采集仪2与振弦记录仪3通过电缆，或是在数据采集仪及振弦记录仪中设置无线模块，比如蓝牙连接起来，再将数据采集仪2与主机I通过电缆，或是在数据采集仪及主机中设置无线模块连接起来，即完成了本实用新型的回采巷道侧向支承压力监测装置的安装过程。安装完成后，启动装置，布置于煤体不同深度的压力传感器4将感测压力数据，并将压力数据发送至振弦记录仪3进行存储，数据采集仪2从振弦记录仪3采集到其存储的压力数据，并将采集到的压力数据发送至主机1，主机I将通过数据处理软件对压力数据进行分析处理，处理后以应力变化曲线显示在主机屏幕上(压力传感器布置于回采巷道两帮不同深度处，布置在回采巷道同侧的压力传感器为一组，同侧的一组压力传感器监测到的是一组与巷道轴线相垂直方向的煤体应力值)，进一步结合各压力传感器4埋设的不同深度值，将不同的深度值与应力变化曲线上不同的应力值进行对照分析，即可得出巷道侧向支承压力的分布规律。以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。
权利要求1.一种回采巷道侧向支承压力监测装置，其特征在于，它包括 装有数据处理软件的主机、数据采集仪、至少一个振弦记录仪、及至少一个压力传感器； 该主机通过该数据采集仪与该振弦记录仪连接，该振弦记录仪与该压力传感器通过电缆连接。
2.根据权利要求I所述的回采巷道侧向支承压力监测装置，其特征在于，所述压力传感器布置在回采巷道的两侧不同深度处，布置在回采巷道同侧的压力传感器为一组。
3.根据权利要求2所述的回采巷道侧向支承压力监测装置，其特征在于，所述同组各压力传感器之间等间距布置，布置深度依次等额递增。
4.根据权利要求3所述的回采巷道侧向支承压力监测装置，其特征在于，所述同组各压力传感器在垂直巷道轴线的剖面上的投影近似在一条直线上。
5.根据权利要求4所述的回采巷道侧向支承压力监测装置，其特征在于，在回采巷道巷道两侧各布置4个所述压力传感器，同组各压力传感器之间的间距为I米，布置深度分别为 3m,6m,9m,12m。
6.根据权利要求5所述的回采巷道侧向支承压力监测装置，其特征在于，所述主机通过电缆与所述数据采集仪连接。
7.根据权利要求5所述的回采巷道侧向支承压力监测装置，其特征在于，所述主机通过无线模块与所述数据采集仪连接。
8.根据权利要求6或7所述的回采巷道侧向支承压力监测装置，其特征在于，所述数据采集仪通过电缆与所述振弦记录仪连接。
9.根据权利要求6或7所述的回采巷道侧向支承压力监测装置，其特征在于，所述数据采集仪通过无线模块与所述振弦记录仪连接。
10.根据权利要求5所述的回采巷道侧向支承压力监测装置，其特征在于，所述压力传感器采用压阻式传感器。
专利摘要本实用新型提供一种回采巷道侧向支承压力监测装置，包括装有数据处理软件的主机、数据采集仪、至少一个振弦记录仪及至少一个压力传感器；该主机通过该数据采集仪与该振弦记录仪连接，该振弦记录仪与该压力传感器通过电缆连接。布置于煤体不同深度的压力传感器感测压力数据，并将压力数据经振弦记录仪及数据采集仪传输至主机，主机通过对压力数据进行分析处理，以应力变化曲线显示在屏幕上，进一步将不同的深度值与不同的应力值进行对照分析，即可得出巷道侧向支承压力的分布规律。本实用新型可实时地监测回采巷道侧向支承压力，且监测结果较为准确，有利于提高煤矿生产的安全性。
文档编号G01L5/00GK202485845SQ20122004315
公开日2012年10月10日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者夏永学, 彭永伟, 杜涛涛, 潘俊锋, 秦子晗, 蓝航 申请人:天地科技股份有限公司