[发明专利]一种无线应力监测声光预警仪及监测预警方法

说明书

本发明提供了一种无线应力监测声光预警仪及监测预警方法，涉及应力监测技术领域。该声光预警仪包括监测装置、预警装置、推送机构、采集器和油压装置，监测装置的压力传感器将液压应力变化转换为电信号，并向预警装置传递；推送机构连接十字端头在钻孔中推送监测装置；油压装置接通监测装置的三通阀，并进行注油加压；预警装置的信号接收器分析处理监测信号，并通过声光预警器进行报警，使用采集器采集监测值，数显屏显示初始应力值、测点深度和不同测点的应力值。利用预警仪进行监测，确定测点布置方案，在测点安装预警仪，注油加压后开始监测。该方法实现了井下监测区域声光预警和单孔多点位测量，安装更加方便，使用范围更广。

技术领域

本发明涉及应力监测技术领域，尤其是一种无线应力监测声光预警仪及监测预警方法。

背景技术

煤矿进行采掘活动时，煤(岩)体原岩应力场受到扰动，破坏了原来的应力平衡状态，煤(岩)体内部应力发生改变以重新达到平衡状态，但当应力超过煤(岩)体所能承受的最大强度时，就会发生矿山压力显现，甚至造成冲击地压、顶板垮落等大规模的矿山动力现象。因此在巷道掘进和工作面回采过程中，对煤(岩)体应力变化的监测尤为重要。

现有技术中，监测煤(岩)体应力的仪器主要以油压枕式钻孔应力计和振弦式钻孔应力计为主，油压枕式钻孔应力计的监测原理是在钻孔变形后，孔壁挤压钻孔应力计的承压板，承压板变形产生的压力转化为油馕内部的液体压力，然后通过压力表读出压力值。振弦式钻孔应力计工作原理是通过岩体应力变化引起钻孔变形，此变形传递至测量元件，引起元件中钢弦张力发生变化，钢弦的共振频率和振动产生的电流随之发生变化，因此，测量仪表通过测量电流，并由电流、振弦振动频率、振弦张力、钻孔变形和岩体应力变化之间的关系即可获得围岩压力的变化。煤矿现用钻孔应力计大多为一孔单点布置，即一个钻孔只布置一个测点，振弦式钻孔应力计因为其钢弦结构的原因不利于进行一孔多点布置，一孔单点布置时，工程量大，现有一孔多点布置的钻孔应力计采用安装导轨整体安装，先在安装导轨上安装好钻孔应力计，再放入孔中，但抽出安装导轨时，由于导轨和应力计间存在摩擦，会对钻孔应力计的位置和测力方向造成扰动。井下仪器实时监测结合井上计算机分析处理数据，实现矿井应力在线监测预警系统，当应力超过预警值，井上计算机预警后，采取卸压措施，但井下监测区域不能及时收到声光预警信号。因此，需要在井下监测区域能及时收到声光预警、可一孔多点布置且安装更为便捷的应力监测预警仪。

发明内容

为了实现井下监测区域及时预警、单孔多点位测量，方便监测装置的安装推送，方便监测数据的采集，本发明提供了一种无线应力监测声光预警仪及监测预警方法。

一种无线应力监测声光预警仪，包括监测装置、预警装置、推送机构、采集器和油压装置，所述监测装置布置有多个，分别将液压应力变化转换为电信号，所述监测装置和预警装置之间通过无线信号传输，所述推送机构连接十字端头在钻孔中推送监测装置，所述采集装置存储监测数据并输入预警阈值，所述油压装置接通监测装置的三通阀，并进行注油加压；所述监测装置包括信号发射器、数显屏、监测单片机、压力传感器、油馕、承压板和三通阀，三通阀接通油馕，监测单片机连接数显屏和信号发射器，油馕和承压板固定连接，压力传感器与油馕相连接；所述推送机构包括多个推送杆，首节推送杆的前端设置有连接槽；所述预警装置包括预警单片机、光敏元件、信号接收器、声光预警器和储存元件，预警单片机分别连接光敏元件、信号接收器、声光预警器和储存元件；所述油压装置包括注油泵、刚性油管和外部油管，刚性油管连接各个监测装置，外部油管连接注油泵和刚性油管。

优选的是，监测装置还包括监测电源、单向阀、皮套和固定件，监测电源为监测装置供电，单向阀设置在三通阀和油馕之间，监测装置上设置有多个固定件，监测装置表面包裹有皮套。

优选的是，监测装置的油馕中部呈的椭圆形，油馕的上下侧面焊接有承压板，压力传感器设置在监测装置的前端；所述监测电源设置有控制开关。