CN102426073A - 煤与瓦斯突出应力采集器及其制作方法 - Google Patents
煤与瓦斯突出应力采集器及其制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102426073A CN102426073A CN2011102594871A CN201110259487A CN102426073A CN 102426073 A CN102426073 A CN 102426073A CN 2011102594871 A CN2011102594871 A CN 2011102594871A CN 201110259487 A CN201110259487 A CN 201110259487A CN 102426073 A CN102426073 A CN 102426073A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal
- stress
- thin
- wall metal
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
Abstract
为了对煤矿采掘面附近煤体内部的应力进行实时、有效监测，有效预防和避免煤与瓦斯突出事故的发生，本发明提出一种煤与瓦斯突出应力采集器及其制作方法。本发明煤与瓦斯突出应力采集器采用预制构件方式将应力采集片和信号传输线集成在传感器薄壁金属筒上，能够实时监测采掘面附近煤体内部突出应力的变化。本发明煤与瓦斯突出应力采集器制作方法将本发明煤与瓦斯突出应力采集器直接安置在采掘面附近的煤体内部，对突出应力变化进行实时监测，能有效、实时提取煤与瓦斯突出应力，为后续煤与瓦斯突出灾害的实时安全警报提供核心基础信息。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿安全检测设备和技术，特别涉及一种煤与瓦斯突出应力采集器及其使用方法。
背景技术
煤与瓦斯突出是煤采掘矿井最常见、最主要、最严重的自然灾害，防止煤与瓦斯突出一直是煤矿安全监督管理工作的重中之重。所谓煤与瓦斯突出是指在高地压力作用下，被压力破碎的煤与具有高压力的瓦斯从煤体内部突然向采掘面大量喷出，造成垮塌、掩埋、失火等事故。显然，高地压力是煤与瓦斯突出的重要诱因，煤与瓦斯突出灾害隐患区存在于煤层内的局部高地应力区域，巷道掘进过程中，采掘面与高地应力区之间的距离逐渐缩小，高地应力区侧向卸荷，高地应力作用方向逐渐转变为水平应力，称之为突出应力。当突出应力超过高应力区与采掘面之间煤层（或煤岩层）的断裂强度时，就可能诱发煤与瓦斯突出灾害。因此，对煤矿采掘面附近煤体内部的突出应力进行监测能够有效预防和避免煤与瓦斯突出事故的发生。
发明内容
为了对煤矿采掘面附近煤体内部的应力进行实时、有效监测，有效预防和避免煤与瓦斯突出事故的发生，本发明提出一种煤与瓦斯突出应力采集器及其制作方法。本发明煤与瓦斯突出应力采集器采用预制构件方式将应力采集片和信号传输线集成在传感器薄壁金属筒上，能够实时监测采掘面附近煤体内部突出应力的变化。本发明煤与瓦斯突出应力采集器制作方法将本发明煤与瓦斯突出应力采集器直接安置在采掘面附近的煤体内部，对突出应力变化进行实时监测。
本发明煤与瓦斯突出应力采集器包括薄壁金属筒、刚性凸起、应力采集片、信号传输线和灌注砂浆，其中，刚性凸起固定在薄壁金属筒外侧，型号为SEN09673的应力采集片粘贴在刚性凸起的侧面，信号传输线连接监测仪器和应力采集片，灌注砂浆在现场将薄壁金属筒、刚性凸起、应力采集片和信号传输线浇注成预制构件。
进一步的，本发明煤与瓦斯突出应力采集器的薄壁金属筒采用铝或铝合金板制成，铝或铝合金板的厚度为3至5mm，薄壁金属筒的长度为4至8m、直径为6至10cm。
进一步的，本发明煤与瓦斯突出应力采集器在薄壁金属筒柱面设置有矩形锚固窗，锚固窗三个一组均匀的分布在薄壁金属筒柱面圆周上，第一组离薄壁金属筒顶端的距离为10cm，组与组之间的间距为5cm，单个锚固窗的轴向长度为10cm，圆周方向的长度4cm。
进一步的，本发明煤与瓦斯突出应力采集器的刚性凸起采用铸铁制成，刚性凸起三个一组固定在薄壁金属筒柱面外圆周上锚固窗间隔处的正中位置，单个刚性凸起的轴向长度为5cm，圆周方向长度为3cm，径向高度为1cm。
进一步的，本发明煤与瓦斯突出应力采集器型号为SEN09673的应力采集片的直径为4mm，厚度为0.3mm，粘贴在刚性凸起面对薄壁金属筒顶端的侧面的中央位置。
进一步的，本发明煤与瓦斯突出应力采集器的灌注砂浆为标号不低于M30的锚固砂浆。
本发明煤与瓦斯突出应力采集器制作方法，包括以下步骤：
⑴ 根据监测需要确定薄壁金属筒的直径和长度，采用厚度为3至5mm的铝或铝合金板制成薄壁金属筒，并按照三个一组、均匀分布的方式在薄壁金属筒柱面圆周上设置锚固窗，其中，第一组锚固窗离薄壁金属筒顶端的距离为10cm，组与组之间的间距为5cm；单个锚固窗的轴向长度为10cm，圆周方向的长度4cm；
⑵ 按照轴向长度为5cm、圆周方向长度为3cm、径向高度为1cm的尺寸制作刚性凸起，并将其固定在薄壁金属筒柱面外圆周上锚固窗间隔处的正中位置；
⑶ 将直径为4mm、厚度为0.3mm的SEN09673型应力采集片粘贴在刚性凸起面对薄壁金属筒顶端的侧面的中央位置，并连接信号传输线；
⑷ 在需要监测应力变化的煤体部位钻孔，采用高压气或清水清孔，其孔径的大小和孔的深度与薄壁金属筒及刚性凸起相匹配；
⑸ 将装配好刚性凸起、SEN09673型应力采集片及信号传输线的薄壁金属筒装入孔中，并采用压力灌浆的方式在孔中浇注标号不低于M30的锚固砂浆，并维护其凝固。
本发明煤与瓦斯突出应力采集器及其制作方法的有益技术效果是直接将本发明煤与瓦斯突出应力采集器安置在采掘面附近的煤体内部，对突出应力变化进行实时监测，能有效、实时提取煤与瓦斯突出应力，为后续煤与瓦斯突出灾害的实时安全警报提供核心基础信息。
附图说明
附图1为本发明煤与瓦斯突出应力采集器的三维示意图；
附图2为本发明煤与瓦斯突出应力采集器轴向半剖视示意图；
附图3为本发明煤与瓦斯突出应力采集器径向剖视示意图；
附图4为本发明煤与瓦斯突出应力采集器设置在采掘面附近煤体内部的剖视示意图；
附图5为本发明煤与瓦斯突出应力采集器浇注砂浆后的径向剖视示意图。
下面结合附图及具体实施例对本发明煤与瓦斯突出应力采集器及其制作方法做进一步说明。
具体实施方式
附图1为本发明煤与瓦斯突出应力采集器的三维示意图，附图2为本发明煤与瓦斯突出应力采集器轴向半剖视示意图，附图3为本发明煤与瓦斯突出应力采集器径向剖视示意图，图中，1为薄壁金属筒，2为锚固窗，3为刚性凸起，4为应力采集片。由图可知，本发明煤与瓦斯突出应力采集器包括薄壁金属筒、刚性凸起、应力采集片、信号传输线和灌注砂浆，其中，刚性凸起固定在薄壁金属筒外侧，型号为SEN09673应力采集片粘贴在刚性凸起侧面，信号传输线连接监测仪器和应力采集片，灌注砂浆将薄壁金属筒、刚性凸起、应力采集片和信号传输线浇注成预制构件。
由于采用预制件结构，本发明煤与瓦斯突出应力采集器的薄壁金属筒仅是作为固定应力采集片的载体，不需要承受较大的力，因此，薄壁金属筒可采用铝或铝合金板制成，铝或铝合金板的厚度为3至5mm，薄壁金属筒的长度为4至8m、直径为6至10cm。
为加强本发明煤与瓦斯突出应力采集器与被检测煤体的连接强度，较为准确的监测煤体内部的应力变化，本发明煤与瓦斯突出应力采集器在薄壁金属筒柱面设置有矩形锚固窗，锚固窗三个一组均匀的分布在薄壁金属筒柱面圆周上，第一组离薄壁金属筒顶端的距离为10cm，组与组之间的间距为5cm，单个锚固窗的轴向长度为10cm，圆周方向的长度4cm。锚固窗的作用主要是浇注砂浆时，使得部分砂浆从锚固窗流出且与煤体紧密接触，待砂浆凝固后，本发明煤与瓦斯突出应力采集器将被锚固在煤体内部。
本发明煤与瓦斯突出应力采集器主要用于监测沿采集器轴向的应力，因此，本发明煤与瓦斯突出应力采集器在薄壁金属筒柱面外圆周上固定有刚性凸起，并且，将应力采集片粘贴在刚性凸起面对薄壁金属筒顶端的侧面的中央位置；所述刚性凸起采用铸铁制成，刚性凸起三个一组固定在薄壁金属筒柱面外圆周上锚固窗间隔处的正中位置，单个刚性凸起的轴向长度为5cm，圆周方向长度为3cm，径向高度为1cm；所述应力采集片为直径为4mm，厚度为0.3mm的SEN09673型应力采集片。
为保证砂浆浇注后的预制件强度，本发明煤与瓦斯突出应力采集器的灌注砂浆为标号不低于M30的锚固砂浆。
附图4为本发明煤与瓦斯突出应力采集器设置在采掘面附近煤体内部的剖视示意图，附图5为本发明煤与瓦斯突出应力采集器浇注砂浆后的径向剖视示意图，图中，1为薄壁金属筒，3为刚性凸起，4为应力采集片，5为锚固砂浆，A为煤层煤体，B为本发明煤与瓦斯突出应力采集器，C为煤矿采掘面。由图可知，煤与瓦斯突出灾害隐患区存在于煤层内的局部高地应力区域，巷道掘进过程中，采掘面与高地应力区之间的距离逐渐缩小，高地应力区侧向卸荷，高地应力作用方向逐渐转变为水平应力，即突出应力。当突出应力超过高应力区与采掘面之间煤层（或煤岩层）的断裂强度时，就可能诱发煤与瓦斯突出灾害。因此，对煤矿采掘面附近煤体内部的突出应力进行监测能够有效预防和避免煤与瓦斯突出事故的发生。本发明煤与瓦斯突出应力采集器在制作过程中浇注成预制件结构时就与煤体紧密连接，并且，可以根据监测需要选择本发明煤与瓦斯突出应力采集器的设置位置，使得本发明煤与瓦斯突出应力采集器能够准确、及时、有效的监测到采掘面附近煤体内部的突出应力。本发明煤与瓦斯突出应力采集器制作方法，包括以下步骤：
⑴ 根据监测需要确定薄壁金属筒的直径和长度，采用厚度为3至5mm的铝或铝合金板制成薄壁金属筒，并按照三个一组、均匀分布的方式在薄壁金属筒柱面圆周上设置锚固窗，其中，第一组锚固窗距薄壁金属筒顶端的距离为10cm，组与组之间的间距为5cm；单个锚固窗的轴向长度为10cm，圆周方向的长度4cm；
⑵ 按照轴向长度为5cm、圆周方向长度为3cm、径向高度为1cm的尺寸制作刚性凸起，并将其固定在薄壁金属筒柱面外圆周上锚固窗间隔处的正中位置；
⑶ 将直径为4mm、厚度为0.3mm的SEN09673型应力采集片粘贴在刚性凸起面对薄壁金属筒顶端的侧面的中央位置，并连接信号传输线；
⑷ 在需要监测应力变化的煤体部位钻孔，采用高压气或清水清孔，其中，孔径的大小和孔的深度与薄壁金属筒及刚性凸起相匹配；
⑸ 将装配好刚性凸起、SEN09673型应力采集片及信号传输线的薄壁金属筒装入孔中，并采用压力灌浆的方式在孔中浇注标号不低于M30的锚固砂浆，并维护其凝固。
可见，本发明煤与瓦斯突出应力采集器制作方法直接在需要监测的煤体内部设置突出应力采集器，并且，采用灌注砂浆将突出应力采集器是与煤体凝固为一体的。因此，煤体内部突出应力的任何微小变化都会被采集到，并且，通过信号传输线及时的传输到监测仪器设备。本发明煤与瓦斯突出应力采集器能够对采掘面附近煤体内部的突出应力进行有效、实时的监测，为后续煤与瓦斯突出灾害的实时安全警报提供核心基础信息。
Claims (7)
1.一种煤与瓦斯突出应力采集器，其特征在于：该采集器包括：薄壁金属筒、刚性凸起、应力采集片、信号传输线和灌注砂浆，其中，刚性凸起固定在薄壁金属筒外侧，型号为SEN09673的应力采集片粘贴在刚性凸起的侧面，信号传输线连接监测仪器和应力采集片，灌注砂浆在现场将薄壁金属筒、刚性凸起、应力采集片和信号传输线浇注成预制构件。
2.根据权利要求1所述煤与瓦斯突出应力采集器，其特征在于：薄壁金属筒采用铝或铝合金板制成，铝或铝合金板的厚度为3至5mm，薄壁金属筒的长度为4至8m，直径为6至10cm。
3.根据权利要求1所述煤与瓦斯突出应力采集器，其特征在于：在薄壁金属筒柱面设置有矩形锚固窗，锚固窗三个一组均匀的分布在薄壁金属筒柱面圆周上，第一组离薄壁金属筒顶端的距离为10cm，组与组之间的间距为5cm，单个锚固窗的轴向长度为10cm，圆周方向的长度4cm。
4.根据权利要求1所述煤与瓦斯突出应力采集器，其特征在于：刚性凸起采用铸铁制成，刚性凸起三个一组固定在薄壁金属筒柱面外圆周上锚固窗间隔处的正中位置，单个刚性凸起的轴向长度为5cm，圆周方向长度为3cm，径向高度为1cm。
5.根据权利要求1所述煤与瓦斯突出应力采集器，其特征在于：型号为SEN09673的应力采集片的直径为4mm，厚度为0.3mm，粘贴在刚性凸起面对薄壁金属筒顶端的侧面的中央位置。
6.根据权利要求1所述煤与瓦斯突出应力采集器，其特征在于：灌注砂浆为标号不低于M30的锚固砂浆。
7.一种煤与瓦斯突出应力采集器制作方法，其特征在于：该制作方法包括以下步骤：
⑴ 根据监测需要确定薄壁金属筒的直径和长度，采用厚度为3至5mm的铝或铝合金板制成薄壁金属筒，并按照三个一组、均匀分布的方式在薄壁金属筒柱面圆周上设置锚固窗，其中，第一组锚固窗离薄壁金属筒顶端的距离为10cm，组与组之间的间距为5cm；单个锚固窗的轴向长度为10cm，圆周方向的长度4cm；
⑵ 按照轴向长度为5cm、圆周方向长度为3cm、径向高度为1cm的尺寸制作刚性凸起，并将其固定在薄壁金属筒柱面外圆周上锚固窗间隔处的正中位置；
⑶ 将直径为4mm、厚度为0.3mm的SEN09673型应力采集片粘贴在刚性凸起面对薄壁金属筒顶端的侧面的中央位置，并连接信号传输线；
⑷ 在需要监测应力变化的煤体部位钻孔，采用高压气或清水清孔，其孔径的大小和孔的深度与薄壁金属筒及刚性凸起相匹配；
⑸ 将装配好刚性凸起、SEN09673型应力采集片及信号传输线的薄壁金属筒装入孔中，并采用压力灌浆的方式在孔中浇注标号不低于M30的锚固砂浆，并维护其凝固。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110259487 CN102426073B (zh) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | 煤与瓦斯突出应力采集器及其制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110259487 CN102426073B (zh) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | 煤与瓦斯突出应力采集器及其制作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102426073A true CN102426073A (zh) | 2012-04-25 |
| CN102426073B CN102426073B (zh) | 2013-02-20 |
Family
ID=45960078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201110259487 Active CN102426073B (zh) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | 煤与瓦斯突出应力采集器及其制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102426073B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103323156A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-09-25 | 陈洪凯 | 危岩滑坡体应力采集传感器及其安设方法 |
| CN113217108A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-08-06 | 宁夏回族自治区矿产地质调查院 | 一种用于煤与瓦斯突出监测的预警系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101446193A (zh) * | 2008-12-12 | 2009-06-03 | 中国矿业大学 | 一种煤层瓦斯压力和煤壁应力的检测装置及方法 |
| CN101514926A (zh) * | 2009-03-20 | 2009-08-26 | 中国矿业大学 | 煤岩体地应力连续测试装置及方法 |
| CN101832128A (zh) * | 2010-04-30 | 2010-09-15 | 华北科技学院 | 一种主动式煤层瓦斯压力测定仪及测定方法 |
-
2011
- 2011-09-05 CN CN 201110259487 patent/CN102426073B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101446193A (zh) * | 2008-12-12 | 2009-06-03 | 中国矿业大学 | 一种煤层瓦斯压力和煤壁应力的检测装置及方法 |
| CN101514926A (zh) * | 2009-03-20 | 2009-08-26 | 中国矿业大学 | 煤岩体地应力连续测试装置及方法 |
| CN101832128A (zh) * | 2010-04-30 | 2010-09-15 | 华北科技学院 | 一种主动式煤层瓦斯压力测定仪及测定方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 孙东生等: "地应力测量在煤与瓦斯突出灾害研究中的应用", 《中国地质》, vol. 37, no. 01, 28 February 2010 (2010-02-28), pages 223 - 228 * |
| 杨青雄等: "煤层瓦斯原位探测仪在测定煤层瓦斯压力的应用", 《煤矿安全》, no. 05, 15 March 1922 (1922-03-15), pages 35 - 37 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103323156A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-09-25 | 陈洪凯 | 危岩滑坡体应力采集传感器及其安设方法 |
| CN103323156B (zh) * | 2013-07-02 | 2015-11-18 | 陈洪凯 | 危岩滑坡体应力采集传感器及其安设方法 |
| CN113217108A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-08-06 | 宁夏回族自治区矿产地质调查院 | 一种用于煤与瓦斯突出监测的预警系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102426073B (zh) | 2013-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100460603C (zh) | 一种尾矿坝的排渗方法及为实施该方法而使用的排渗管 | |
| CN101684650B (zh) | 一种大直径现浇混凝土薄壁齿形筒桩、成桩装置及成桩工法 | |
| CN102605780B (zh) | 用于基坑支护的可回收锚杆及其施工方法 | |
| CN102426073B (zh) | 煤与瓦斯突出应力采集器及其制作方法 | |
| CN103868638B (zh) | 冻胀力测量装置及其测量方法 | |
| CN202033140U (zh) | 三维应力采集器 | |
| CN203531922U (zh) | 高强韧性球墨铸铁-钢筋混凝土组合隧道壁板 | |
| CN202626984U (zh) | 用于基坑支护的可回收锚杆 | |
| CN102434208B (zh) | 煤与瓦斯突出预报方法及系统 | |
| CN105927251B (zh) | 浅埋型球铁框架-钢筋混凝土组合隧道壁板 | |
| CN209129607U (zh) | 一种基于恒阻大变形结构的深部立井井筒自适应防护装置 | |
| CN202688337U (zh) | 一种热闷装置内衬固定结构 | |
| CN207793942U (zh) | 可拆卸式钢管混凝土防撞柱 | |
| CN202990112U (zh) | 水电站厂房板梁预留插筋结构 | |
| CN102995613B (zh) | 水电站厂房墙体与板梁分期浇筑的连接方法及结构 | |
| CN202359583U (zh) | 可拆卸的应急盖板 | |
| CN212112675U (zh) | 一种基坑快速支撑装置 | |
| CN205532624U (zh) | 一种钢筋混凝土管片隧道综合接地系统 | |
| CN202954578U (zh) | 预制装配可拆卸式基坑爬梯斜跑与休息平台连接结构 | |
| CN210238643U (zh) | 一种速成型管井 | |
| CN203145960U (zh) | 一种隧道防渗水装置 | |
| CN204101043U (zh) | 一种正垂线监测装置 | |
| CN201520981U (zh) | 路灯工作井的整体式井身装置 | |
| CN206267609U (zh) | 一种基于多道限位的隔震防护装置 | |
| CN206918422U (zh) | 一种新型人防工程穿墙管结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |