【技术实现步骤摘要】
一种采场围岩受力特性和振动特性实时观测的可回收式采集仪及使用方法
本专利技术属于矿山安全监测领域,具体涉及一种采场围岩受力特性和振动特性实时观测的可回收式采集仪及其使用方法。
技术介绍
在金属矿地下开采过程中,由于矿山岩体弹性变性能的瞬间释放而产生的突然剧烈破坏的动力现象称为“地压”。地压的发生往往会造成惨重的人员伤亡和巨大的经济损失,已经成为引发矿山重大灾害的主要因素之一。长期来,国内外矿山虽然采用了诸多方法用于采场的安全监测与安全防范,这样的方法包括有微震监测、声发射观测、地应力观测与位移观测等,受监测方法的局限性、监测成本及采场爆轰波的破坏影响等,往往对采场顶板及围岩的综合受力情况了解甚微,岩层的稳固性与破坏情况难以获知,无法对采场的安全进行有效管理与精准操控,由此导致重大的生产安全事故。由于深部开采工作过程中,复杂的围岩力学条件导致当前监测手段无法对采场顶板和围岩产生有效的监测结果和精确的评价,此情况会形成过度支护的方式而造成支护成本的提高。专利号01272808.X公开了一种煤岩动力灾害电磁辐射监测装置,201110109285.9公开了无损实时磁监测预报深部围岩岩爆的方法,但由于地下水、电磁辐射的干扰导致监测结果误差较大;专利号201910083121.X公开了一种矿用监控预警锚杆,专利号201710452402.9公开了一种锚杆支护巷道的围岩灾害预警方法及锚固预警装置,但都不可回收容易造成资源的浪费;专利号201310147960.6公开了一种巷道围岩灾害的智能锚杆预警监测系统,但监测数 ...
【技术保护点】
1.一种采场围岩受力特性和振动特性实时观测的可回收式采集仪,其特征在于,包括涨壳锚头(1)、头部连杆(2)、止动圆环(3)、应力传感器(4)、振动传感器(5)、保护套筒(6)、无线数据采集模块(7)、尾部连杆(8)、托盘(9)、螺母(10),所述应力传感器(4)上端通过左旋螺纹与头部连杆(2)连接,所述头部连杆(2)顶端安装有涨壳锚头(1),所述应力传感器(4)下端通过左旋螺纹与尾部连杆(8)连接,连接处进行胶水紧固,在所述尾部连杆(8)下端安装托盘(9)和螺母(10),所述应力传感器中部呈中空筒状,所述中空筒状底部设置有向外突出的台阶(4.1),所述中空筒状上部设置凹槽(4.2),所述振动传感器(5)安装于所述凹槽(4.2)内,所述保护套筒(6)套设于所述应力传感器中部,下端抵接于所述台阶(4.1)上,在所述保护套筒(6)上端安装止动圆环(3),所述尾部连杆(8)内置无线数据采集模块(7)。/n
【技术特征摘要】
1.一种采场围岩受力特性和振动特性实时观测的可回收式采集仪,其特征在于,包括涨壳锚头(1)、头部连杆(2)、止动圆环(3)、应力传感器(4)、振动传感器(5)、保护套筒(6)、无线数据采集模块(7)、尾部连杆(8)、托盘(9)、螺母(10),所述应力传感器(4)上端通过左旋螺纹与头部连杆(2)连接,所述头部连杆(2)顶端安装有涨壳锚头(1),所述应力传感器(4)下端通过左旋螺纹与尾部连杆(8)连接,连接处进行胶水紧固,在所述尾部连杆(8)下端安装托盘(9)和螺母(10),所述应力传感器中部呈中空筒状,所述中空筒状底部设置有向外突出的台阶(4.1),所述中空筒状上部设置凹槽(4.2),所述振动传感器(5)安装于所述凹槽(4.2)内,所述保护套筒(6)套设于所述应力传感器中部,下端抵接于所述台阶(4.1)上,在所述保护套筒(6)上端安装止动圆环(3),所述尾部连杆(8)内置无线数据采集模块(7)。
2.根据权利要求1所述的可回收式采集仪,其特征在于,所述头部连杆和尾部连杆外部均设置有热缩管包裹,以降低环境对锚杆的腐蚀。
3.根据权利要求1所述的可回收式采集仪,其特征在于,所述应力传感器(4)下端的左旋螺纹开孔,所述振动传感器(5)和应力传感器(4)的导线从孔出引出,连接至所述无线数据采集模块(7)。
4.根据权利要求1所述的可回收式采集仪,其特征在于,在采场外设置数据集成装置(11),所述无线数据采集模块(7)接收振动传感器(5)和应力传感器(4)发送的数据信号,并传输给数据集成装置(11),所述数据集成装置(11)对数据按照设置的时间间隔和标准进行集成和整理,完成数据的连续采集和集成,最后通过井下光缆发送到地表的计算机终端进行分析。
5.根据权利要求1所述的可回收式采集仪,其特征在于,当固定在岩层钻孔中的头部连杆(2)受到岩层变形产生拉应力作用时,所述应力传感器(4)通过感知应力大小产生相对应频率的振弦信号,在通电的情况下,振弦信号以相同频率电信号的形式输出。...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵国彦,马举,王玺,毛文杰,简筝,王剑波,
申请(专利权)人:中南大学,山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司,
类型:发明
国别省市:湖南;43
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