一种围岩三维扰动应力场的监测装置及监测系统制造方法及图纸

本申请公开了一种围岩三维扰动应力场的监测装置及监测系统。监测装置，包括：壳体，呈筒体结构，所述壳体为内外双层结构，内层和外层材料的弹性模量为8‑15GPa、抗拉强度不小于60MPa；至少六个方向互不相同的光纤光栅，其布设在所述壳体的内层和外层之间，所述光纤光栅的栅区长度为2‑4mm。通过对壳体结构的双层设计、对壳体材料的限定、以及对光纤光栅的栅区长度的选择，不仅实现了在长期下对围岩三维扰动应力场的准确监测，而且大大提高了光纤光栅的成活率，使得利用光纤光栅测量围岩三维扰动应力的监测装置可以实现产业化生产，在世界范围内填补了该领域一直存在的技术空白。

A monitoring system and monitoring system for three-dimensional disturbed stress field of surrounding rock

【技术实现步骤摘要】
一种围岩三维扰动应力场的监测装置及监测系统
本公开一般涉及测试
，具体涉及岩土、采矿等地下工程应力测试
，尤其涉及一种围岩三维扰动应力场的监测装置及监测系统。
技术介绍
随煤炭资源开采深度和开采强度的增加，冲击地压已成为国内外煤矿开采领域面临的主要灾害之一。采矿工程特别是煤矿，地质环境和应力条件复杂，巷道或工作面围岩在高地应力和强卸荷共同作用下，采动应力重新分布，时空关系复杂，高应力释放、转移、传递引起的煤岩体的动力学特征明显，在一定条件下将会引起冲击地压动力灾害，严重影响工程施工进度和安全，常造成施工设备损坏和重大人员伤亡事故。冲击地压发生前期，煤岩中能量并未释放，但内部的应力集中程度却有突然增高的现象。故灾害的发生首先体现在应力状态的变化上，应力变化是预测动力灾害的关键，应力状态的测量是实现动力灾害准确预报的基础。通过现场获取和分析工程建设开挖过程中应力状态的演化过程，可以有效实现灾害的预警和控制。因此，煤岩体应力测试成为矿业开采中动力灾害研究的重要内容之一。对于煤岩体中的应力测试主要分为两类：未受工程扰动的原岩地应力测试和施工过程中的扰动应力测试。前者较为成熟的测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种围岩三维扰动应力场的监测装置，其特征在于，包括：壳体，呈筒体结构，所述壳体为内外双层结构，内层和外层材料的弹性模量为8‑15GPa、抗拉强度不小于60MPa；至少六个方向互不相同的光纤光栅，其布设在所述壳体的内层和外层之间，所述光纤光栅的栅区长度为2‑4mm。

【技术特征摘要】
1.一种围岩三维扰动应力场的监测装置，其特征在于，包括：壳体，呈筒体结构，所述壳体为内外双层结构，内层和外层材料的弹性模量为8-15GPa、抗拉强度不小于60MPa；至少六个方向互不相同的光纤光栅，其布设在所述壳体的内层和外层之间，所述光纤光栅的栅区长度为2-4mm。2.根据权利要求1所述的一种围岩三维扰动应力场的监测装置，其特征在于：所述光纤光栅为抗弯光纤Bragg光栅，所述壳体材料采用有机玻璃。3.根据权利要求1所述的一种围岩三维扰动应力场的监测装置，其特征在于：所述光纤光栅沿同一圆周分为三组等间距布设，每组所述光栅传感器至少设有三个，分别沿周向、轴向、以及与轴向间隔45°的方向布设。4.根据权利要求1-3任一所述的一种围岩三维扰动应力场的监测装置，其特征在于：监测装置上还设有可自由伸缩的温度补偿光栅，所述温度补偿光栅与所述光纤光栅为同一种基体材料。5.根据权利要求1所述的一种围岩三维扰动应力场的监测装置，其特征在于：所述壳体的内部具有用以容纳胶体粘结剂的壳体储胶腔，所述胶体粘结剂用以实现所述壳体外侧与钻孔孔壁的粘结。6.根据权利要求5所述的一种围岩三维扰动应力场的监测装置，其特征在于：所述胶体粘结剂的初凝时间为30-45分钟，终凝时间为15-17小时，弹性模量为9-12GPa，抗拉强度不小于60MPa。7.根据权利要求5或6所述的一种围岩三维扰动应力场的监测装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫忠，赵武胜，田洪铭，谭贤君，马池帅，宋万鹏，
申请(专利权)人：山东星盾安防科技有限公司，山东大学，中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：新型
国别省市：山东,37