CN101660940A - 煤岩体弹性应力波传感装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤岩体弹性应力波传感装置，它是在一个竖直的圆筒形壳体的下端连接一个倒圆锥体，在圆筒形壳体的顶端安装一个电路板，电路板上布置有信号放大电路；电路板的中间悬吊一个晶体压电片，晶体压电片在振动时能够产生与弹性应力波振幅相对应的电信号。圆筒形壳体顶部连接有封盖，封盖上设有电缆孔，压电信号经信号放大电路放大后由电缆输出给后续记录设备。本发明解决了煤岩体震动前兆信号的监测问题，通过准确检测对煤矿冲击地压及煤与瓦斯突出等灾害进行预测预报。

Description

煤岩体弹性应力波传感装置
技术领域
本发明涉及震动传感装置。
背景技术
地下采矿工程常处于强烈的地应力场影响下，在煤岩体采掘过程中产生的再生应力与原始地应力场叠加破坏了煤岩体的应力平衡状态，出现应力转移现象，诱发围岩深部煤岩体向围岩方向(采掘空间)释放弹性能量，以弹性应力波的形式通过煤岩介质传递能量，并引发煤岩体震动，严重时会出现剧烈的冲击性破坏，如冲击地压、煤与瓦斯突出，对人员和生产造成灾害性伤亡与损失。由于煤岩体释放能量具有显著的随机性与动态性，因此不能单一的利用经验来判断灾害的发生概率，科学客观准确的监测采掘引起的煤岩体弹性应力波释放现象是动力灾害防治的关键问题。冲击地压、煤与瓦斯突出等煤岩体动力灾害的发生具有不确定性，但其发生之前具有一系列的前兆信号，煤岩体释放弹性应力波所引起的震动就是前兆信号的一种重要表征，针对这种早期前兆震动信号的监测可以为防灾减灾提供技术支持。目前针对煤岩体前兆震动信号的传感装置几乎没有，鉴于此种情况，非常需要一种用于采矿工程领域的煤岩体弹性应力波传感装置。
发明内容
本发明的目的是为煤岩体震动前兆信号监测提供一种专用的弹性应力波传感装置。
本发明解决其技术问题所采用的构造是：在一个竖直的圆筒形壳体的下端连接一个倒圆锥体，在圆筒形壳体的顶端安装一个电路板，电路板上布置有信号放大电路。电路板的中间悬吊一个晶体压电片，晶体压电片在振动时能够产生与弹性应力波振幅相对应的电信号。圆筒形壳体顶部连接有封盖，封盖上设有电缆孔，压电信号经信号放大电路放大后由电缆输出给后续记录设备。使用时安装在采场未被破坏的坚硬底板煤岩体的钻孔中，并用混凝土等材料充填密实，封闭结实。
为防止圆筒形壳体在钻孔内转动，壳体外周设有钢筋，倒圆锥体的锥尖设计为矩形。
为了提高传感装置的稳定性，在圆筒形壳体与倒圆锥体的接合部设有稳定平衡圈。
本发明的有益效果是，由于该装置安装在煤岩体内部，可以及时准确捕捉煤岩体深部传来的应力波震动信号，并将这些机械震动信号转化为电信号输出，便于用后续记录储备处理。由于该装置中的底端呈倒圆锥体，保证了装置能够准确接收到各个方位传来的应力波震动信号。所以该装置解决了煤岩体震动前兆信号的监测问题，通过准确检测对煤矿冲击地压及煤与瓦斯突出等灾害进行预测预报。
附图说明
下面结合附图对实施例对本发明进一步说明。
图1是本装置的整体构造图；
图2是图1中A-A剖面图。
图中：1-电缆孔，2-本质安全型电路板，3-金属封盖，4-金属防爆外壳，5-晶体压电片，6-定位钢筋，7-稳定平衡圈，8-倒圆锥体，9-矩形锥头，10-OP07型信号放大芯片。
具体实施方式
如图1及图2所示实施例中，是在一个竖直的金属防爆外壳4的下端连接一个倒圆锥体8，连接时，通过稳定平衡圈7的内螺纹进行连接，在金属防爆外壳4的顶端安装一个本质安全型电路板2，本质安全型电路板2上布置有OP07型信号放大芯片10。本质安全型电路板2的中间悬吊一个晶体压电片5，晶体压电片5与OP07型信号放大芯片10输入端电连接，在振动时能够产生与振幅相对应的放大电信号。金属防爆外壳4顶部连接有金属封盖3，金属封盖3上设有电缆孔1，压电信号经OP07型信号放大芯片10输出端用电缆输出至后续记录处理设备。
本装置使用时安装在采场未被破坏的坚硬底板煤岩体的钻孔中，并用混凝土等材料充填密实。为防止装置在钻孔内转动，壳体外周设有定位钢筋6，倒圆锥体8的锥尖设计为矩形锥头9。

Claims (3)

1.一种煤岩体弹性应力波传感装置，其特征在于，它是在一个竖直的圆筒形壳体的下端连接一个倒圆锥体，在圆筒形壳体的顶端安装一个电路板，电路板上布置有信号放大电路；电路板的中间悬吊一个晶体压电片，晶体压电片在振动时能够产生与弹性应力波振幅相对应的电信号。圆筒形壳体顶部连接有封盖，封盖上设有电缆孔，压电信号经信号放大电路放大后由电缆输出给后续记录设备。
2、如权利要求1所述的煤岩体弹性应力波传感装置，其特征在于，在圆筒形壳体外周设有钢筋，倒圆锥体的锥尖设计为矩形。
3、如权利要求1或2所述的煤岩体弹性应力波传感装置，其特征在于，在圆筒形壳体与倒圆锥体的接合部设有稳定平衡圈。
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