專利名稱：煤巖體彈性應(yīng)力波傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及震動傳感裝置。
背景技術(shù)：
地下采礦工程常處于強(qiáng)烈的地應(yīng)力場影響下，在煤巖體采掘過程中產(chǎn)生的再生 應(yīng)力與原始地應(yīng)力場疊加破壞了煤巖體的應(yīng)力平衡狀態(tài)，出現(xiàn)應(yīng)力轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，誘 發(fā)圍巖深部煤巖體向圍巖方向(采掘空間)釋放彈性能量，以彈性應(yīng)力波的形式 通過煤巖介質(zhì)傳遞能量，并引發(fā)煤巖體震動，嚴(yán)重時(shí)會出現(xiàn)劇烈的沖擊性破壞， 如沖擊地壓、煤與瓦斯突出，對人員和生產(chǎn)造成災(zāi)害性傷亡與損失。由于煤巖體 釋放能量具有顯著的隨機(jī)性與動態(tài)性，因此不能單一的利用經(jīng)驗(yàn)來判斷災(zāi)害的發(fā) 生概率，科學(xué)客觀準(zhǔn)確的監(jiān)測采掘引起的煤巖體彈性應(yīng)力波釋放現(xiàn)象是動力災(zāi)害
防治的關(guān)鍵問題。沖擊地壓、煤與瓦斯突出等煤巖體動力災(zāi)害的發(fā)生具有不確定 性，但其發(fā)生之前具有一系列的前兆信號，煤巖體釋放彈性應(yīng)力波所引起的震動 就是前兆信號的一種重要表征，針對這種早期前兆震動信號的監(jiān)測可以為防災(zāi)減 災(zāi)提供技術(shù)支持。目前針對煤巖體前兆震動信號的傳感裝置幾乎沒有，鑒于此種 情況，非常需要一種用于采礦工程領(lǐng)域的煤巖體彈性應(yīng)力波傳感裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為煤巖體震動前兆信號監(jiān)測提供一種專用的彈性應(yīng)力波傳感 裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的構(gòu)造是在一個(gè)豎直的圓筒形殼體的下端連接 一個(gè)倒圓錐體，在圓筒形殼體的頂端安裝一個(gè)電路板，電路板上布置有信號放大 電路。電路板的中間懸吊一個(gè)晶體壓電片，晶體壓電片在振動時(shí)能夠產(chǎn)生與彈性
3應(yīng)力波振幅相對應(yīng)的電信號。圓筒形殼體頂部連接有封蓋，封蓋上設(shè)有電纜孔， 壓電信號經(jīng)信號放大電路放大后由電纜輸出給后續(xù)記錄設(shè)備。使用時(shí)安裝在采場 未被破壞的堅(jiān)硬底板煤巖體的鉆孔中，并用混凝土等材料充填密實(shí)，封閉結(jié)實(shí)。
為防止圓筒形殼體在鉆孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，殼體外周設(shè)有鋼筋，倒圓錐體的錐尖設(shè)計(jì)為 矩形。 .
為了提高傳感裝置的穩(wěn)定性，在圓筒形殼體與倒圓錐體的接合部設(shè)有穩(wěn)定平衡圈。
本發(fā)明的有益效果是，由于該裝置安裝在煤巖體內(nèi)部，可以及時(shí)準(zhǔn)確捕捉煤 巖體深部傳來的應(yīng)力波震動信號，并將這些機(jī)械震動信號轉(zhuǎn)化為電信號輸出，便 于用后續(xù)記錄儲備處理。由于該裝置中的底端呈倒圓錐體，保證了裝置能夠準(zhǔn)確 接收到各個(gè)方位傳來的應(yīng)力波震動信號。所以該裝置解決了煤巖體震動前兆信號 的監(jiān)測問題，通過準(zhǔn)確檢測對煤礦沖擊地壓及煤與瓦斯突出等災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)。


下面結(jié)合附圖對實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖l是本裝置的整體構(gòu)造圖； 圖2是圖1中A-A剖面圖。
圖中1-電纜孔，2-本質(zhì)安全型電路板，3-金屬封蓋，4-金屬防爆外殼，5-晶體壓電片，6-定位鋼筋，7-穩(wěn)定平衡圈，8-倒圓錐體，9-矩形錐頭，10-0P07 型信號放大芯片。 ..
具體實(shí)施例方式
如圖1及圖2所示實(shí)施例中，是在一個(gè)豎直的金屬防爆外殼4的下端連接一個(gè)倒 圓錐體8，連接時(shí)，通過穩(wěn)定平衡圈7的內(nèi)螺紋進(jìn)行連接，在金屬防爆外殼4的頂端 安裝一個(gè)本質(zhì)安全型電路板2，本質(zhì)安全型電路板2上布置有OP07型信號放大芯片10。本質(zhì)安全型電路板2的中間懸吊一個(gè)晶體壓電片5，晶體壓電片5與0P07型信號 放大芯片10輸入端電連接，在振動時(shí)能夠產(chǎn)生與振幅相對應(yīng)的放大電信號。金屬 防爆外殼4頂部連接有金屬封蓋3，金屬封蓋3上設(shè)有電纜孔1，壓電信號經(jīng)0P07型 信號放大芯片10輸出端用電纜輸出至后續(xù)記錄處理設(shè)備。
本裝置使用時(shí)安裝在采場未被破壞的堅(jiān)硬底板煤巖體的鉆孔中，并用混凝土 等材料充填密實(shí)。為防止裝置在鉆孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，殼體外周設(shè)有定位鋼筋6，倒圓錐體 8的錐尖設(shè)計(jì)為矩形錐頭9。
權(quán)利要求
1.一種煤巖體彈性應(yīng)力波傳感裝置，其特征在于，它是在一個(gè)豎直的圓筒形殼體的下端連接一個(gè)倒圓錐體，在圓筒形殼體的頂端安裝一個(gè)電路板，電路板上布置有信號放大電路；電路板的中間懸吊一個(gè)晶體壓電片，晶體壓電片在振動時(shí)能夠產(chǎn)生與彈性應(yīng)力波振幅相對應(yīng)的電信號。圓筒形殼體頂部連接有封蓋，封蓋上設(shè)有電纜孔，壓電信號經(jīng)信號放大電路放大后由電纜輸出給后續(xù)記錄設(shè)備。
2、 如權(quán)利要求1所述的煤巖體彈性應(yīng)力波傳感裝置，其特征在于，在圓筒 形殼體外周設(shè)有鋼筋，倒圓錐體的錐尖設(shè)計(jì)為矩形。 '
3、 如權(quán)利要求1或2所述的煤巖體彈性應(yīng)力波傳感裝置，其特征在于，在 圓筒形殼體與倒圓錐體的接合部設(shè)有穩(wěn)定平衡圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤巖體彈性應(yīng)力波傳感裝置，它是在一個(gè)豎直的圓筒形殼體的下端連接一個(gè)倒圓錐體，在圓筒形殼體的頂端安裝一個(gè)電路板，電路板上布置有信號放大電路；電路板的中間懸吊一個(gè)晶體壓電片，晶體壓電片在振動時(shí)能夠產(chǎn)生與彈性應(yīng)力波振幅相對應(yīng)的電信號。圓筒形殼體頂部連接有封蓋，封蓋上設(shè)有電纜孔，壓電信號經(jīng)信號放大電路放大后由電纜輸出給后續(xù)記錄設(shè)備。本發(fā)明解決了煤巖體震動前兆信號的監(jiān)測問題，通過準(zhǔn)確檢測對煤礦沖擊地壓及煤與瓦斯突出等災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)。
文檔編號G01H11/00GK101660940SQ20091001902
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者劉義磊, 劉志剛, 慧 時(shí), 偉 段, 鄒德蘊(yùn) 申請人:山東科技大學(xué);鄒德蘊(yùn)