供應

礦用鉆孔應力計

礦用鉆孔應力計是煤礦井下用于實時監(jiān)測巖體應力變化的專用設備，主要應用于礦山壓力監(jiān)測、沖擊地壓預警、巷道圍巖穩(wěn)定性評估等場景，為煤礦安全生產提供數(shù)據支撐。其具備抗干擾、耐惡劣環(huán)境、測量精度高的特點，是煤礦地壓監(jiān)測系統(tǒng)的核心傳感器之一。

一、 核心分類及特點

礦用鉆孔應力計按測量原理、安裝方式及信號傳輸形式，可分為以下三類：

機械式鉆孔應力計

原理：通過彈性元件（如應變筒）的形變來感應巖體應力，形變數(shù)據經機械放大后直接顯示讀數(shù)。

特點：結構簡單、無需電源、維護成本低，適用于無供電條件的偏遠巷道；但數(shù)據讀取需人工下井，無法實現(xiàn)實時遠程監(jiān)測。

常見型號：KS-80 型、SY-40 型。

電子式鉆孔應力計

原理：內置應變片傳感器，巖體應力作用于傳感器時，應變片電阻值發(fā)生變化，經信號調理電路轉換為電信號輸出。

特點：測量精度高（精度等級可達 ?1.0% FS）、響應速度快，可搭配礦用數(shù)據采集儀實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測；需井下本安型電源供電，外殼具備防爆防水性能。

常見型號：GZY25 型、YHY60 型（礦用本安型）。

無線傳輸式鉆孔應力計

原理：在電子式應力計基礎上集成無線傳輸模塊（如 LoRa、ZigBee），數(shù)據可通過井下無線基站上傳至地面監(jiān)測平臺。

特點：支持遠程實時數(shù)據查看、超限自動報警，減少人工巡檢工作量；適配煤礦智能化監(jiān)測系統(tǒng)，防護等級 IP65，可耐受井下潮濕、粉塵環(huán)境。

常見型號：GZW30 型、KJ616-Z 型（配套煤礦沖擊地壓監(jiān)測系統(tǒng)）。

二、 工作原理

以應用最廣泛的電子式鉆孔應力計為例，其工作流程如下：

鉆孔預埋：在巷道圍巖或工作面煤體中鉆設直徑 42~50mm 的鉆孔，將應力計探頭錨固在孔底（錨固深度一般 8~15m），確保探頭與孔壁巖體緊密貼合。

應力感應：當巖體發(fā)生變形或應力變化時，壓力傳遞至應力計的彈性感應元件，使其產生微小形變。

信號轉換：彈性元件上的應變片隨形變產生電阻變化，經惠斯通電橋轉換為電壓信號，再通過放大濾波電路處理為標準信號（如 4-20mA 電流信號）。

數(shù)據傳輸與顯示：信號通過礦用屏蔽電纜傳輸至井下分站，或經無線模塊上傳至地面服務器，最終在監(jiān)測終端顯示實時應力值、應力變化曲線及超限預警信息。

三、 主要技術參數(shù)

參數(shù)類別 核心指標 常見規(guī)格

測量范圍 最大測量應力 0~25MPa、0~40MPa、0~60MPa

精度等級 測量誤差 ?1.0%FS、?1.5%FS

工作電壓 礦用本安型供電 12V DC、18V DC

輸出信號 數(shù)據傳輸形式 4-20mA 電流信號、RS485 數(shù)字信號、無線信號

鉆孔適配 探頭直徑 / 錨固深度 42mm/8m、48mm/12m

工作環(huán)境 溫度 / 濕度 -20℃~60℃、≤95% RH（無冷凝）

四、 適用場景

沖擊地壓監(jiān)測：安裝在高應力煤層或圍巖中，實時監(jiān)測應力變化趨勢，當應力值達到預警閾值時，及時發(fā)出報警信號，指導采取卸壓措施。

巷道支護效果評估：在巷道兩幫或頂板鉆孔埋設，監(jiān)測支護前后巖體應力變化，判斷錨桿、錨索支護的可靠性。

工作面超前應力監(jiān)測：在采煤工作面超前支護區(qū)域布置，監(jiān)測超前支承壓力的分布范圍和峰值位置，優(yōu)化超前支護參數(shù)。

采空區(qū)圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測：在采空區(qū)邊界圍巖中埋設，監(jiān)測采空區(qū)垮塌過程中圍巖應力的動態(tài)變化，防范次生災害。

五、 安裝注意事項

鉆孔需垂直于巖體應力方向，孔壁應平整，避免探頭與孔壁接觸不良。

探頭錨固時需使用專用錨固劑，確保與巖體緊密粘結，防止松動影響測量精度。

電纜敷設需穿礦用保護管，避免被礦車碾壓或尖銳物體劃傷，接口處需做防水密封處理。

安裝后需進行零點校準，確保數(shù)據采集的準確性。