一种周向耦合轴向约束应力监测装置制造方法及图纸

本申请公开了一种周向耦合轴向约束应力监测装置，包括依次连接在一起的柔性胶管、输油通道、三通式加压部件、压力传感器和压力采集部件，其中，所述柔性胶管用于放置于原煤岩层中开设的孔内且其内部缠绕有刚性件，所述柔性胶管的轴向设置有用于实现轴向约束的拉撑部件，所述三通式加压部件和所述输油管道用于向所述柔性胶管的内部空间充油，所述压力传感器用于监测所述柔性胶管内的与其整个圆周外部承受的外界应力相对应的油压，所述压力采集部件用于采集所述油压，该装置能适用于大孔径监测的情况，能够提前捕捉冲击地压以及煤与瓦斯突出的征兆，提高监测的精度，能适应不同方向来压的监测，可以进行大范围应力场的精确分析。析。析。

【技术实现步骤摘要】
一种周向耦合轴向约束应力监测装置


[0001]本技术涉及应力监测设备
，更具体地说，涉及一种周向耦合轴向约束应力监测装置。

技术介绍

[0002]在采矿领域中，采动造成的煤岩和支护体上的作用力称为采动应力，矿山开采会引起原岩的应力场发生改变，也就是说，采动使原岩的应力状态发生改变，形成新的应力状态，因此，可以利用应力监测装置从应力场的角度对煤岩层冲击危险性进行预测与评价，并且研究深部开采冲击地压灾害区域。现在常用的钻孔应力计是充液膨胀的油压枕式应力计，用来监测采矿过程中采场周围岩体应力随采动影响的变化规律，如图1所示，图1为现有的油压枕式应力计的示意图，可见，受其外形约束和结构限制，这种油压枕式应力计包括油囊101和压盘102，其放置与煤岩层中时，只有上下两个方向上受力，因此只能进行单向检测，这就对现场安装工艺和钻孔要求都比较高，在无法确定应力方向时，安装就具有盲目性，无法实现多方向监测的目的。另外，油压枕式应力计采用的是刚性材料，充液后与钻孔的配合性比较差，尤其是在易塌钻孔中安装时，难以达到安装要求，导致监测效果较差，另外，其只适用于测量小孔径(φ45mm
‑
φ50mm)的钻孔应力，而在大孔径冲击地压、煤与瓦斯突出的情况下，由于油压枕受到焊缝强度的限制而无法使用。
[0003]可见，现有的上述油压枕式应力计具有如下缺点：监测方向单一，与钻孔之间的耦合性差，适用的孔径比较小，而且不适用于煤与瓦斯突出情况下的应力检测。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本技术提供了一种周向耦合轴向约束应力监测装置，能适用于大孔径监测的情况，能够提前捕捉冲击地压以及煤与瓦斯突出的征兆，提高监测的精度，能适应不同方向来压的监测，可以进行大范围应力场的精确分析。
[0005]本技术提供的一种周向耦合轴向约束应力监测装置，包括依次连接在一起的柔性胶管、输油通道、三通式加压部件、压力传感器和压力采集部件，其中，所述柔性胶管用于放置于原煤岩层中开设的孔内且其内部缠绕有刚性件，所述柔性胶管的轴向设置有用于实现轴向约束的拉撑部件，所述三通式加压部件和所述输油管道用于向所述柔性胶管的内部空间充油，所述压力传感器用于监测所述柔性胶管内的与其整个圆周外部承受的外界应力相对应的油压，所述压力采集部件用于采集所述油压。
[0006]优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述压力采集部件还连接有压力显示部件，用于显示所述油压。
[0007]优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述压力采集部件还连接有应力转换部件，用于将所述油压转换为应力。
[0008]优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述刚性件为8层钢丝。
[0009]优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述拉撑部件为钢质拉撑部
件。
[0010]优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述三通式加压部件包括三通式加压阀体和油泵。
[0011]优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述柔性胶管为高压耐油橡胶管。
[0012]优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述柔性胶管上还设置有放气孔以及设置于所述放气孔内的钢球和放气螺栓，其中，所述钢球用于封住所述放气孔，所述放气螺栓用于在被外力拧松后释放所述柔性胶管内的空气且被外力拧紧后压紧所述钢球实现密封。
[0013]优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述三通式加压阀体上设置有注油嘴和回油开关。
[0014]优选的，在上述周向耦合轴向约束应力监测装置中，所述柔性胶管的侧面还设置有推送接头。
[0015]从上述技术方案可以看出，本技术所提供的上述周向耦合轴向约束应力监测装置，由于包括依次连接在一起的柔性胶管、输油通道、三通式加压部件、压力传感器和压力采集部件，其中，所述柔性胶管用于放置于原煤岩层中开设的孔内且其内部缠绕有刚性件，所述柔性胶管的轴向设置有用于实现轴向约束的拉撑部件，所述三通式加压部件和所述输油管道用于向所述柔性胶管的内部空间充油，所述压力传感器用于监测所述柔性胶管内的与其整个圆周外部承受的外界应力相对应的油压，所述压力采集部件用于采集所述油压，因此能适用于大孔径监测的情况，能够提前捕捉冲击地压以及煤与瓦斯突出的征兆，提高监测的精度，能适应不同方向来压的监测，可以进行大范围应力场的精确分析。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0017]图1为现有的油压枕式应力计的示意图；
[0018]图2为本技术提供的一种周向耦合轴向约束应力监测装置的实施例的整体连接示意图；
[0019]图3为本技术提供的一种周向耦合轴向约束应力监测装置的实施例的柔性胶管截面示意图；
[0020]图4为本申请提供的周向耦合轴向约束应力监测装置的一个具体实施例的示意图；
[0021]图5为本技术提供的一种周向耦合轴向约束应力监测装置的实施例的A
‑
A截面示意图；
[0022]图6为压力与载荷的应力测试曲线关系示意图。
具体实施方式
[0023]本技术的核心是提供一种周向耦合轴向约束应力监测装置，能适用于大孔径监测的情况，能够提前捕捉冲击地压以及煤与瓦斯突出的征兆，提高监测的精度，能适应不同方向来压的监测，可以进行大范围应力场的精确分析。
[0024]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]本技术提供的一种周向耦合轴向约束应力监测装置的实施例如图2和图3所示，图2为本技术提供的一种周向耦合轴向约束应力监测装置的实施例的整体连接示意图，图3为本技术提供的一种周向耦合轴向约束应力监测装置的实施例的柔性胶管截面示意图，该周向耦合轴向约束应力监测装置包括依次连接在一起的柔性胶管1、输油通道2、三通式加压部件3、压力传感器4和压力采集部件5，其中，柔性胶管1用于放置于原煤岩层中开设的孔内且其内部缠绕有刚性件，这种刚性件可以使其在具有很好的圆周方向膨胀性的同时能够承受很高的压力，柔性胶管1的轴向设置有用于实现轴向约束的拉撑部件6，这种拉撑部件6能够防止柔性胶管的轴向膨胀，将柔性胶管1的轴向约束住，提高其周向的测试精度，减小误差，具体在操作时，在柔性胶管内充油达到相应压力后，柔性胶管可以周向拉伸膨胀，由于内部具有刚性件且轴向加了拉撑部件，因此轴向上的厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，包括依次连接在一起的柔性胶管、输油通道、三通式加压部件、压力传感器和压力采集部件，其中，所述柔性胶管用于放置于原煤岩层中开设的孔内且其内部缠绕有刚性件，所述柔性胶管的轴向设置有用于实现轴向约束的拉撑部件，所述三通式加压部件和所述输油通道用于向所述柔性胶管的内部空间充油，所述压力传感器用于监测所述柔性胶管内的与其整个圆周外部承受的外界应力相对应的油压，所述压力采集部件用于采集所述油压。2.根据权利要求1所述的周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，所述压力采集部件还连接有压力显示部件，用于显示所述油压。3.根据权利要求2所述的周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，所述压力采集部件还连接有应力转换部件，用于将所述油压转换为应力。4.根据权利要求1所述的周向耦合轴向约束应力监测装置，其特征在于，所述刚性件为8层钢丝。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉青，曹丽娜，韩雪峰，
申请(专利权)人：尤洛卡山东矿业科技有限公司，
类型：新型
国别省市：