煤礦錨桿錨索應(yīng)力傳感器是煤礦井下巷道支護監(jiān)測的核心設(shè)備,專門用于實時監(jiān)測錨桿、錨索的軸向受力情況,以此判斷支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,提前預(yù)警支護失效風(fēng)險,保障煤礦開采,以下是其詳細介紹:
核心類型與工作原理
類型代表型號工作原理應(yīng)變式GPD450M采用高精度應(yīng)變測量技術(shù),錨桿錨索受力時會帶動傳感器內(nèi)應(yīng)變體變形,應(yīng)變計將變形量轉(zhuǎn)化為電壓信號,再經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換為可傳輸?shù)耐ㄓ嵭盘?,最終換算出應(yīng)力值。鋼弦式GMY600/18核心部件為高強度鋼弦,錨桿的軸向力會轉(zhuǎn)化為鋼弦的張力變化,進而改變鋼弦固有振動頻率。通過電磁激勵裝置采集振動頻率信號,依據(jù)頻率與力值的線性關(guān)系換算實時受力值。無線集成式GMY400W融合集成 AD 芯片與高精度應(yīng)變技術(shù),內(nèi)置電池供電,通過 433MHz 頻段實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通訊,無需復(fù)雜布線,可長期連續(xù)監(jiān)測,適配井下復(fù)雜布線困難的場景。關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)不同型號參數(shù)存在差異,以下是主流產(chǎn)品的典型參數(shù):
量程:常規(guī)量程覆蓋較廣,如 GPD450M 量程 0 - 450KN,GMY400W 量程 400KN,而部分數(shù)顯式錨索測力計量程可達 0 - 5000kN,適配不同規(guī)格錨桿錨索。
精度:精度普遍較高,如 GMY400W 誤差為 2.0% FS,高端數(shù)顯款測量精度可達 ±0.25% FS,分辨率更是低至 0.01kN,能捕捉微小力值波動。
適配環(huán)境:多為礦用本安型設(shè)計,可用于含瓦斯等爆炸性氣體的井下環(huán)境;部分產(chǎn)品防護等級達 IP68,耐水壓≥1MPa,能適應(yīng)井下潮濕、腐蝕性環(huán)境。
傳輸性能:有線款如 GPD450M 傳播距離達 2km;無線款如 GMY400W 傳輸距離 200m,藍牙版數(shù)顯測力計空曠環(huán)境下傳輸距離≥100 米。
安裝與使用要點
有線款安裝:先放入托盤,將傳感器穿入錨桿或錨索中并保持居中,旋緊緊固螺母;若為錨索,需用張拉機漲緊,再將傳感器信號線與礦用數(shù)據(jù)通訊分站接線盒按顏色對應(yīng)連接。安裝時需用激光對中儀確保軸線偏差≤0.5°,避免偏心受力產(chǎn)生誤差。
無線款安裝:無需接線,直接安裝在錨桿錨索的指定受力位置,安裝后完成設(shè)備配對即可啟動監(jiān)測,定期檢查電池電量即可保障長期運行。
調(diào)試與維護:通電后確認分站能正常巡測到傳感器數(shù)據(jù);每季度需檢查設(shè)備接觸面、密封圈,清理污垢;每年用標準壓力機校準一次,消除長期使用后的測量偏差。
核心應(yīng)用價值該傳感器可實時追蹤錨桿錨索受力變化,當(dāng)應(yīng)力值異常升高或驟降時,能及時反饋支護結(jié)構(gòu)的松動、失效等問題,為工作人員調(diào)整支護方案提供數(shù)據(jù)支撐。同時,其存儲和回傳的歷史數(shù)據(jù),還可用于分析巷道頂板壓力規(guī)律,為后續(xù)開采的支護設(shè)計提供參考,降低頂板坍塌等事故風(fēng)險。
