最新矿压测试技术及仪器课件.ppt

1、主要内容工作面来压参数：工作面来压参数：直接顶初次垮落步距，老顶初次（周期）步距来压，来压强度（动载系数）,顶板分类。支架选型分析与适宜性分析支架选型分析与适宜性分析巷道布置巷道布置：煤柱留设，停采线位置确定灾害防治：灾害防治：煤与瓦斯突出、瓦斯超限、突水、冒顶等事故与矿山压力密切相关回顾矿山压力、矿山压力显现的基本概念回顾矿山压力、矿山压力显现的基本概念1）矿山压力2）矿山压力显现围岩变形、支架受载、围岩破裂 回顾矿山压力、矿山压力显现的基本概念回顾矿山压力、矿山压力显现的基本概念1）矿山压力2）矿山压力显现围岩变形、支架受载、围岩破裂 p p 工作面工作面 综采支架工作阻力综采记录仪、在线

2、监测系统 顶板下沉量顶板动态仪，测杆 活柱下缩量钢尺 超前支承压力钻孔应力计，单体支柱压力监测，巷道表面位移巷道巷道 侧向支承压力钻孔应力计，巷道表面位移 巷道变形规律顶板动态仪，巷道表面收敛仪 地面地面 地面岩移观测全站仪，静态GPS 地面深基点观测按照观测内容分类按照观测内容分类 采煤工作面和巷道支柱压力观测仪器 顶底板相对移近量和巷道围岩表面位移 岩体内原岩应力和附加应力观测仪器 围岩深部位移观测仪器 矿山动力现象观测仪器按照工作原理分类按照工作原理分类 机械式 液压式 振弦式 电阻应变式 声波法 光学及其他物理方法 机械式矿压观测仪器结构简单、工作可靠、使用方便等优点。 ADJ型测力计

3、是用来观测记录单体液压支柱承受的载荷的仪器。 测量顶底板相对移近量，围岩表面及支架两点间位移的常规仪器。 3 3）第三阶段：以微处理器应用为代表的智能化检）第三阶段：以微处理器应用为代表的智能化检测仪器测仪器/ /系统系统 综采记录仪综采记录仪 单体支柱压力检测单体支柱压力检测记录仪记录仪 测力锚杆记录仪测力锚杆记录仪 煤岩应力监测记录仪煤岩应力监测记录仪 锚杆锚索测力检测仪锚杆锚索测力检测仪 a. KJ152煤矿顶板动态监测系统 b. 岩体/煤体内部应力场电磁波辐射探测技术 c. 围岩破裂带微震探索技术煤矿顶板动态监测系统煤矿顶板动态监测系统 矿体微震传感器矿山微震监测分析预报系统地表数据传

4、送系统微震监测分析预报网络传送矿体微震传感器地表数据传送系统微震传感器地表数据传送系统大规模应力场和破坏过程数值计算微震监测研究基地虚拟现实技术微震分析中心高性能计算基地二、常用矿压测试方法及技术1、工作面支护阻力检测 指单体、综采工作面支撑阻力检测，常用的监测方法是测量单体或综采支架的工作压力（单位：兆帕），然后换算其支撑阻力（千牛），具体换算方法是根据液压支柱的油缸面积计算。 计算综采支架的总的支撑阻力需要根据支架的类型，将每根支撑立柱支撑力相加。 采用的技术：应变式压力传感器或振弦式压力传感器。 原理：支柱内部的乳化液将压力传递到传感器上，传感器的输出的模拟信号经电路转换后被计算机采集。

5、 典型仪器：综采测压表、综采压力记录仪、单体测压仪、单体压力记录仪等。2、顶底板移近量检测 检测工作面或巷道的顶板下沉或底凸，表现在顶底板之间的相对位移量的减小，常用的检测传感器有：电感式位移传感器、容栅式位移传感器、磁阻式位移传感器等，也有机械式测量方法。测量的分辨率为0.10.01mm。 一般仪器垂直于顶底板安装，在比较松软的地板安装时可以采用木钎或钢钎设置基准点。 典型仪器：动态仪、顶板下沉量报警仪。水平工作面倾斜工作面动态仪顶板3、顶板离层检测 利用位移测量方法测量顶板深部的离层情况。在顶板打钻孔，在钻孔不同的深部设置2个基点（A、B），基点由钢丝绳牵引与传感器内的传感部件连接，当基点

6、深度范围内发生离层时，基点牵引钢丝绳相对于传感器位置移动，通过A、B点的相对位移的变化确定顶板离层的大致范围和离层量，目前的离层传感器可以做到0.1mm的位移分辨。 典型仪器：离层指示仪、离层传感器。A基点B基点巷道传感器离层线4、锚杆、锚索应力检测 测量锚网巷道锚杆或锚索的承载力，该参数可以反映出锚杆、锚索对顶板的控制能力，初锚力反映锚网巷道的施工质量。采用了轴向载荷力测量方法，常用的传感器有应变式载荷传感器、振弦式传感器等。 安装方法如图所示。该测量方法仅适用于端头锚固的金属锚杆和锚索。 典型仪器：锚杆应力传感器、锚杆测力计等。巷道传感器5、巷道收敛检测 巷道收敛一般指两帮之间的相对位移，

7、目前用于该参数的连续检测仪器很少，常用设基点测量测量位移的方法测量变形量，常用的仪器有测杆、测尺、激光测距仪等。6、钻孔应力检测 用于煤体或岩体内部垂直应力检测。通过在煤层或岩层中打水平钻孔，将传感器安装到钻孔深部，煤层或岩层应力直接作用到传感器上，传感器输出信号通过二次仪表测量。 该测量方法测得是压强而不是力。煤层/岩层传感器检测仪7、巷道围岩应力检测（测力锚杆） 用于巷道围岩应力分布及强度检测。主要是巷道松动圈范围内的应力检测，常用的测量仪器是测力锚杆，测力锚杆是一种传感器，它在不同的长度上有多组传感器，测力锚杆采用全长锚固，不同位置的传感器组的输出信号反映了锚杆不同深度的承载力，从而确定

8、应力的分布范围。 S6检测仪S18、顶底板比压检测 顶底板比压指顶板或底板的抗压强度，常用的测量方法是用顶、底板比压仪测量。基本原理是在单位面积的顶板或底板上，施加一个力，当力增加到一定的程度后不再增加时，该力换算成压强后即为顶底板比压。单位：兆帕 Mpa。9、岩层、煤层移动测量 用于岩层、煤层内部离层和岩移检测。作用原理同离层仪，测量点数有3-8个测点，可作为围岩、煤层位移的一般性检测。10、围岩松动圈测量 采用超声波法测量巷道围岩的离层松动范围。测量原理是超声波在不同的介质中的传播速度和衰减程度不同。通过在巷道围岩两个点打钻孔注水后，当围岩松动后注水后会形成导水带，超声波在水中衰减较小，通过超声波换能器发射和接收到的能量强弱就可以确定岩层是否松动。该方法可用于定性分析。