[实用新型]一种可精确监控三维安装角度的钻孔应力计

说明书

本实用新型公布了一种可精确监控三维安装角度的钻孔应力计，包括钻孔应力计，钻孔应力计上设置圆弧形加压板，圆弧形加压板包括上加压板和下加压板，其中上加压板和下加压板之间设置油压枕，所述上加压板上设置凹槽，凹槽内安装三维角度传感器，三维角度传感器的线缆引出至孔外，然后连接到手持角度监测仪上，手持角度监测仪上设置角度传感器电路板及显示屏。本实用新型提供了一种可精确监控三维安装角度的钻孔应力计，可以实时显示推送过程中钻孔应力计角度的变化，安装使用方便，调整角度迅速、便捷，可以保证钻孔应力计安装后油压枕处于水平状态以测量垂直方向应力，也可使油压枕处于垂直状态以测量水平方向应力。

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿冲击地压应力监测领域，特别涉及一种可精确监控三维安装角度的钻孔应力计。

背景技术

我国是“富煤、贫油、少气”的国家，随着浅部煤炭资源的开采殆尽，深部开采（深度大于600m的地下开采）开采深度的增加，矿压显现加剧，冲击地压等灾害事故频频发生。并且随着采深的增加，这种灾害越来越严重，冲击地压已经成为我国煤矿面临的最为严重的动力灾害之一。

冲击地压是矿山井巷和采场周围煤岩体，由于变形能的释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象，本质上是大量弹性能突然释放导致的。

冲击地压问题实质上就是煤岩体的应力问题，因此对于冲击地压的监测，“应力”是最为可靠的物理量。

目前，自主研发生产的KJ649煤矿冲击地压应力监测系统，通过钻孔应力计可以实时监测煤体相对应力的变化，根据其变化趋势及规律，确定冲击地压监测系统的预警阈值，对超过预警阈值的煤体应力监测区域自动报警。当煤矿巷道某处钻孔应力计监测到煤岩钻孔应力升高触发报警响应机制后，遵循各级防冲管理文件的相关规定，现场施工卸压孔进行卸压解危，对确保煤矿安全生产具有重要指导意义。

钻孔应力计一般采用油压枕式，为了能够监测煤体垂直应力的变化趋势要求油压枕必须在煤体钻孔内水平安装。

钻孔应力计一般安装在Φ42～45的钻孔内，孔深8-25米，按要求连接各个部件，将钻孔应力计推送到指定孔深就位。

常规方法是使用每根长1米的推送杆，将推送杆第1节插入钻孔应力计尾部十字形推杆，顺时针旋转90°，保持十字形推杆处于水平位置不动，接着连接第2根至第n根，用M6螺栓、螺母一一连接好并拧紧，将应力计布放至预定孔位。若布设孔深15米深，需要15根。当钻孔应力计到达指定孔深后，启动单向手动泵，以3～5MPa的初始应力给油压枕注油使其膨胀以充分和钻孔耦合，然后反转推送杆并退出，松开M6螺母、拿出M6螺栓，将推送杆一节节退出。这时若有采动，受采动影响钻孔发生形变挤压圆弧形加压板，加压板将煤层应力传递给油压枕使其发生形变，油压枕再经枕内液压油将变化的应力传递给钻孔应力传感器，传感器将应力变化量转换成电流信号，经过A/D转换电路后，在显示屏上实时显示，也可通过无线传输，传送至地面监控室，实时对煤体垂直应力的变化进行监测。

由于推送杆的连接采用M6螺栓、螺母连接，连接孔是φ6-6.5mm；推送杆与钻孔应力计的连接，采用的是十字形螺旋槽与十字形推杆连接。虽然设计要求连接孔必须位于同一平面内，但是由于加工误差的普遍存在，以及钻孔的弯曲、不平顺，最后导致15米深孔内的钻孔应力传感器油压枕很大程度的不在水平面内，而是与水平面成一夹角。这样就不能有效地测量出围岩真实的垂直应力及其变化，不利于煤矿冲击地压应力变化的监测和预警，不利于煤矿安全生产。

发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种可精确监控三维安装角度的钻孔应力计。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：