CN203559919U - 一种监测冲击地压的锚杆应力系统 - Google Patents

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刘广建
薛俊华
左源耀
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Abstract

本实用新型涉及一种监测冲击地压的锚杆应力系统，包括地面接收器、矿井环网、应变仪、信号线、电阻应变片、位移传感模块，其特征在于：位移传感模块中有抗干扰电路、红外传感模块、定时计时器、电源线；应变仪中有应力采集电路、本质安全型电路板、电源电路；应力采集电路将电阻应变片的应变转换成应力的大小和变化，应变仪再将应力的大小和变化放大后转换成电信号，位移传感模块通过红外线遥感监测两帮位移，两者都通过信号线将信号传输到矿井环网，并由矿井环网传输到地面接收器。把电阻应变片装在锚杆上，通过空心锚杆中的导线连接到应变仪，将红外传感模块装到锚杆托盘上，连接信号线到矿井环网。

Description

一种监测冲击地压的锚杆应力系统
技术领域
本实用新型涉及煤矿井下用的应力监测系统，更具体是一种监测冲击地压的锚杆应力系统。
背景技术
冲击地压是矿山煤岩动力灾害之一，近年来由于开采深度的增加，矿井规模的扩大，掘进面的不断延伸以及开采条件越来越复杂，冲击地压事故越来越严重，多数矿井已出现了冲击地压事故，严重影响了矿井工人的身心健康和矿山的生产安全。锚杆支护能显著提高围岩的稳定性，在矿上已经广泛应用，但是锚杆支护属于隐形支护，锚杆所受应力状况不能实时在线显现出来，因此必须对锚杆所受应力进行动态监测，以便预警冲击地压。传统的锚杆应力监测采用的是锚杆压力传感器，锚杆压力传感器采用液压加机械压力表的形式，它的原理为：外界压力通过锚杆将压力传递给液体，通过机械压力表对液体压力的变化进行人为观察，操作复杂，工程量大，误差大，所以不能实现对冲击地压的准确有效的监测和数据传输。而且目前锚杆应力监测方法单一，没有将应力和位移结合起来，容易造成很大误差。
发明内容
为克服这些问题，本实用新型提供了一种监测冲击地压的锚杆应力系统，可通过以下方式来实现：一种监测冲击地压的锚杆应力系统，包括地面接收器、矿井环网、应变仪、信号线、电阻应变片、位移传感模块，其特征在于：位移传感模块中有抗干扰电路、红外传感模块、定时计时器、电源线；应变仪中有应力采集电路、本质安全型电路板、电源电路；应力采集电路将应变片的应变转换成应力的大小和变化，应变仪再将应力的大小和变化放大后转换成电信号，位移传感模块通过红外线遥感监测两帮位移，两者都通过环网传输到地面；应力变化率与位移变化率越大，说明两者异常系数越大，冲击地压危险性越大，通过对应力与位移异常系数的实时在线监测可以预警冲击地压。把电阻应变片装在锚杆上，通过空心锚杆中的信号线连接到应变仪，把位移传感模块装在锚杆托盘上，应力信号和位移信号都通过矿井环网传输到地面。
本实用新型的积极效果是：由于采用了应变片来监测锚杆应力，改善了传统传感器需人为观测工作量大的不足，简单方便，监测结果的精确性也提高了很多，利用矿井环网传输数据能实现锚杆应力实时监测，同时采用位移监测和应力监测相结合的方法，能准确有效的对冲击地压进行预警，提高了矿井的生产安全性。
附图说明
 附图1是本实用新型的原理图。
具体实施方式
参照附图1如下：一种监测冲击地压的锚杆应力系统，包括地面接收器1、矿井环网2、应变仪3、信号线4、电阻应变片5、位移传感模块6，其特征在于：位移传感模块6中有抗干扰电路、红外传感模块、定时计时器、电源线；应变仪3中有应力采集电路、本质安全型电路板、电源电路；应力采集电路将电阻应变片5的应变转换成应力的大小和变化，应变仪3再将应力的大小和变化放大后转换成电信号，位移传感模块6通过红外线遥感监测两帮位移，两者都通过信号线将信号传输到矿井环网2，并由矿井环网2传输到地面接收器1。
使用时，锚杆应力计紧固在煤矿巷道顶板及两帮锚杆或锚索受力监测点，以便对冲击地压进行预警，电阻应变片5采用穿孔式固定安装，先放入托盘，将信号线4穿入锚杆中，旋紧锚杆的紧固螺母。传感器的电路采用半桥电路，采用四个电阻应变片5，其中两个竖向贴在锚杆的对称面上，并串联起来，这样能提高测试精度，并且能监测沿锚杆方向的应力，同时，另外两个电阻应变片5横向布置，能监测垂直锚杆方向的应力。将位移传感模块6装在锚杆托盘上，利用红外遥感技术测量两帮位移量。
锚杆端头贴有半桥电路的电阻应变片5，当煤岩层中有应力变化时，电阻应变片5便会产生应变，电阻应变片与本质安全型电路板相连，电阻应变片5的电阻便会产生变化，以电信号的形式传递给应变仪3，应变仪3将接收到的信号转换成应力的变化，并将信号放大。位移传感模块6通过红外线遥感技术监测计算巷道两帮位移，两者都通过矿井环网2传输到地面接收器1进行冲击地压的预警，这样就实行了冲击地压的监测效果。

Claims (2)

1.一种监测冲击地压的锚杆应力系统，包括地面接收器（1）、矿井环网（2）、应变仪（3）、信号线（4）、电阻应变片（5）及位移传感模块（6），其特征在于：位移传感模块（6）中有抗干扰电路、红外传感模块、定时计时器、电源线；应变仪（3）中有应力采集电路、本质安全型电路板、电源电路；应力采集电路将电阻应变片（5）的应变转换成应力的大小和变化，应变仪（3）再将应力的大小和变化放大后转换成电信号，位移传感模块（6）通过红外线遥感监测两帮位移，两者都通过信号线（4）将信号传输到矿井环网（2），并由矿井环网（2）传输到地面接收器（1）。
2.根据权利要求1所述的监测冲击地压的锚杆应力系统，其特征在于：所述电阻应变片（5）采用穿孔式固定安装。
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