钻孔应力计
KJ24监测预警应用问题
KJ24监测预警应用问题问题一：KJ24钻孔应力计预警值确定的流程、方法。
（无法确定预警值，这两套系统在矿上无法得到实际应用，每天接收数据无法切实应用，贵方安装调试KJ24系统，在各矿应用过程中，肯定协助出过相关技术报告，集团检查一直要求做出预警值及完整的确定流程。
）答：冲击地压实时在线监测系统是基于钻屑法的基本原理，通过大量的现场监测数据和理论研究找出岩层运动、支撑压力、钻屑量与钻孔围岩应力之间的内在关系进而得到典型煤层条件下“钻屑量-绝对应力-相对应力”之间的关系，通过实时在线监测工作面前方相对应力场的变化规律，实现冲击地压危险区和危险程度的实时监测预警和预报。
采用钻屑法对初始预警值进行标定，从而确定预警阀值，当煤体应力超过预警阀值时系统将自动报警。
预警级别划分为绿色、黄色、红色三级，系统安装初期要根据周围矿井或工作面防冲经验确定一套预警值，初始理论预警值可设置如下：后期结合本工作面的实际情况利用钻屑法进行检验,找出应力预警值与临界钻屑量的关系，从而确定适合当前工作面的预警值。
具体方法如下：应力在线监测系统预报冲击地压的一般准则：（1）不发生冲击地压准则1：全绿色——所有测点均小于预警值2：一组黄色+过程判断——三天内无明显增加3：一组红色+过程判断——一天内无明显增加（2）发生冲击地压准则1：两组及以上红色预警——停产、卸压2：两组及以上黄色预警+钻屑量超限或动压明显——停产、卸压3：一组红色预警+过程判断——一天内明显增加且钻屑量超限或动压明显，局部冲击；变化小或下降，钻屑量不超限，不发生冲击。
（3）预警处理方法1：绿色预警当所有测点压力均处于绿色预警范围时，说明该区域内无发生冲击地压的危险性或卸压效果显著，只需进行常规钻屑量检验。
2：黄色预警出现一组黄色预警时需要下一检修班在预警点附近钻屑检验，若煤粉超量或动压明显则需要立即进行大直径钻孔卸压；若不超量且无明显动压显现，则只需加强该测点附近的应力观测；当黄色预警出现两组以上时则需要进行大直径钻孔卸压；3：红色预警监测区域内出现一组红色预警时，需要下一检修班在预警点附近进行大直径钻孔卸压及钻屑法检验，分析预警原因并采取相应措施；当红色预警出现两组以上时需要停产并分析原因，采取适当措施卸压直至达到安全范围；（4）冲击地压治理流程根据发生冲击地压的成因和机理，防治措施分为两大类：一类是防范措施；另一类是解危措施。
钻孔应力计布置方案
钻孔应力计打设方案1预留巷道围岩侧向支承压力监测采用在保护煤柱中打设钻孔应力计的方法对预留巷道围岩的侧向支撑压力进行监测，分析工作面采动对预留巷道围岩侧向支撑压力的影响，为回采巷道围岩控制、巷道支护等提供依据。
1.1钻孔应力计概述矿用钻孔应力监测仪是用于煤矿井下煤层或者岩层内部的地压力检测，以及充填开采中充填体的承载压力检测，可对压力数据进行自动测量、自动记录的自动化设备。
可在下列环境条件下使用：1、温度：0～40℃；2、相对湿度：﹤96％RH；(25℃)3、大气压力：80～106KPa；4、现场环境：适用于煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸危险的环境中。
1.2钻孔应力计布置方案在152309工作面1523092（原1523103）巷道、1523093（原1523102）巷道沿切眼处联络巷向外布置四个测区，每一个测区内布置5个钻孔，1#测区距切眼30m，以后每个测区间距300m，其中4#测区暂不打设钻孔应力计，待工作面推进一段距离后再根据现场需求进行布置。
数显钻孔应立计交叉安装，钻孔间距5m，钻孔安装深度分别为10m 、15m、5m、10m、5m，各钻孔均高出底板1m 平行底板向煤柱中打设，钻孔应力计布置平面图如图1所示，钻孔应力计在剖面上的布置如图2所示152309工作面矿压监测方案2A图1 钻孔应力计布置平面示意图A-A剖面图图2 预留巷道钻孔应力计布置剖面示意图1.3钻孔应力计安装说明（1）钻孔应力测量系统组成新型钻孔应力计测量系统由应力感应系统、数据采集仪和注液枪三部分组成。
应力感应系统如图3所示。
其中应力感应器与高压油管、三通与电子液压转换器依次连接，三通和注液枪由阀门连接；油路长度根据现场要求而定。
1234567图3 新型钻孔应力计测量系统示意图1－应力感应器；2－高压油管；3－三通；4－电子数显液压转换器；5－快换接头；6－阀门；7－注液抢（2）钻孔应力测量系统安装方法①先在煤岩体中施工钻孔，钻孔直径以40～42mm为宜，然后根据钻孔深度选择对应长度的钻孔应力计，将应力感应器送入被测钻孔的指定位置；②将电子数显液压转换器与三通连接；③将注液枪手柄向外旋至最底部，拧开尾盖，拔出推进器，然后向注液枪倒满液压油，放入推进器，最后旋紧尾盖；④将注液枪与三通连接，用U型销卡紧后开始拧开阀门，当阀门下边露出白色皮圈后停止旋转，开始慢慢旋转注液枪手柄缓慢进行注液，通过注入油液使应力感应器与煤岩体主动耦合，观测电子数显液压转换器的压力表，当初承力接近原始应力（1.5MPa）时，停止注液，关闭阀门，取下注液枪；⑤开始测量，电子数显液压转换器将显示并存储应力实时数据。
钻孔法测量残余应力
钻孔法测量残余应力测量原理钻孔法测量残余应力是基于材料力学中的应力释放原理。
当在材料表面钻孔时，孔周围的材料会发生弹性变形，这种变形会受到材料内部的残余应力的影响。
通过测量钻孔后的表面位移，可以确定孔周围的残余应力状态。
实验步骤钻孔法测量残余应力的实验步骤如下：1、选择合适的材料试件，进行表面处理，确保表面平整无杂质。
2、使用高精度的钻机在材料试件的表面钻孔，钻孔直径一般在0.5-1.0mm之间，孔深约为10-20mm。
3、在钻孔前、钻孔后和取下钻屑后分别使用光学显微镜观察孔周围的表面形貌，并记录下来。
4、根据观察到的表面形貌变化，计算出钻孔前后的位移量。
5、根据位移量和材料的弹性常数，计算出孔周围的残余应力。
精度分析钻孔法测量残余应力的精度主要受到以下因素的影响：1、钻孔直径和深度的精度：钻孔直径和深度的变化会影响位移量的测量精度，进而影响残余应力的计算精度。
2、表面处理质量：表面处理不干净会导致钻头受损，从而影响钻孔质量。
3、观察和测量误差：观察和测量表面形貌变化的过程中可能存在误差，导致位移量的计算不准确。
4、材料本身的力学性能：材料的弹性常数等力学性能参数的准确性也会影响残余应力的计算精度。
为了提高精度，需要采取以下措施：1、使用高精度的钻机和测量设备，确保钻孔直径和深度的准确性。
2、加强表面处理，确保表面干净无杂质。
3、使用高精度的光学显微镜进行观察和测量，减少人为误差。
4、对材料试件进行详细的质量和性能检测，确保其符合实验要求。
数据处理根据实验步骤中记录的位移量和材料的弹性常数，可以计算出孔周围的残余应力。
一般而言，钻孔法测量残余应力的数据处理可以采用以下步骤：1、计算钻孔前后的位移量差值，得到孔周围的位移变化量。
2、根据位移变化量和材料的弹性常数，利用应力释放原理计算孔周围的残余应力。
3、将计算得到的残余应力与实验前的预测值进行比较，评估测量结果的准确性。
4、如果测量结果不满足要求，可能需要重新进行实验，并检查实验步骤和数据处理方法是否正确。
钢筋应力计在钻孔灌注桩静载荷试验中的应用
钢筋应力计在钻孔灌注桩静载荷试验中的应用【摘要】为得到钻孔灌注桩桩周侧摩阻力及桩端阻力，通常是在静载荷试验的灌注桩主筋上主要地层分界位置安置钢筋应力计。
通过钢筋应力计测得桩顶不同荷载作用下桩身各测试截面轴力，由此计算钻孔灌注桩桩周侧摩阻力及桩端阻力，了解桩的受力机理，为灌注桩的设计提供准确的设计依据。
【关键词】钢筋应力计，钻孔灌注桩，侧摩阻力，桩端阻力，静载荷试验引言钻孔灌注桩作为一种主要的桩基础型式，其设计参数是否合理直接影响上部建筑物的稳定和工程投资额，因此选择合理的桩设计参数非常重要。
在重要工程建设中，工程桩施工前往往要进行试桩试验，包括静载荷试验、桩身应力测试、桩身完整性测试等。
通过桩身应力测试，可以确定桩顶荷载下桩周侧摩阻力和端阻力，了解桩的受力机理，从而为设计提供桩的设计依据。
本文以某工程的试验桩测试结果来说明桩身应力测试方法的应用效果。
1 试验桩概况及场地地质条件1.1 试验桩概况本工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径800mm，有效桩长33.1m，桩端持力层为卵石、圆砾⑩l层，桩端全截面进入持力层的深度不小于1.2m，桩的混凝土强度等级C50，保护层厚度50mm，单桩竖向抗压承载力标准值为7200kN，单桩最大加载量Qmax=17000kN。
施工桩顶绝对标高20.4m，有效桩顶绝对标高11.7m，桩底绝对标高-21.4m，施工桩顶到有效桩顶采用8.7m双护筒消除有效桩顶标高以上地层侧摩阻力，桩端、桩侧后注浆，侧注浆位置为绝对标高-0.90m与-11.90m。
1.2 场地地质条件岩土工程勘察深度范围内的地层，按成因年代划分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类，并按岩性及工程特性初步划分为16个大层及亚层，与桩基础工程相关的地层见表1。
表1场地地质概况地层序号岩性各大层层顶标高（ｍ）侧阻力极限值/kPa 端阻力极限值/kPa⑤粉质粘土、粘质粉土17.05~21.02 60⑤1 粘质粉土、砂质粉土60⑤2 粘土、重粉质粘土55⑥细砂、粉砂 9.83~14.34 65⑥1 重粉质粘土、粉质粘土60⑥2 粘质粉土、砂质粉土65⑦细砂、中砂 4.54~9.08 70⑦1 重粉质粘土、粉质粘土65⑦2 粘质粉土、砂质粉土70⑦3 有机质粘土60⑧重粉质粘土、粉质粘土-2.70~2.25 65⑧1 粘质粉土、砂质粉土75⑧2 有机质粘土60⑧3 细砂、中砂75⑨重粉质粘土、粉质粘土-12.18~ -8.93 65⑨1 粘土60⑨2 粘质粉土、砂质粉土75⑨3 细砂、中砂75⑩细砂、中砂 -19.95~ -14.61 80 1800⑩1 卵石、圆砾140 3200⑩2 重粉质粘土、粉质粘土65⑪ 粉质粘土、重粉质粘土-33.22~ -29.39 70 1200⑪1 粘土65 1100⑪2 粘质粉土、砂质粉土75 14002.测试方法2.1 静载荷试验装置试验采用慢速维持静载荷试验法，通过利用4根锚桩提供试验加载的抗拔力，主梁、次梁等两层反力梁组成反力装置，通过校准且精度达到±1%的4个6300kN的液压千斤顶并联在一起施加测试荷载，逐级加压，千斤顶的荷载由压力传感器来监测。
钻孔应力计说明
主要用来测量煤矿或金属矿预留柱应力的变化，或用来测量基坑岩体、隧道岩体、土基础，在开挖前后应力的变化情况。
它是一种特殊结构的振弦传感器，在安装使用时，可根据需要设置到钻孔中4m以内的任意位置，可选择测力方向，安装方便.
量程： 0-60Mpa
准确度：0.5%FS、1.0%FS
重复性：0.2%FS、0.4%FS
分辨率：0.01%FS
外径：￠40㎜
安装首先将安装工具管子连接起来，钢筋连接起来，使之牢固，成为两根坚固的工具管子和钢筋；将钢筋穿入管子，钢筋插入传感器的中心凹槽中，工具管子上的缺口扣在传感器的销子或电缆上，电缆顺着管子理直，这时从管子的尾端记下传感器的活动块方位，需要测量哪个方向的力，就将传感器的活动块对准哪个方向；。
钢弦钻孔应力计在跃进煤矿的应用分析
１ ＫＳ Ｅ－ Ⅲ 钢 弦 应 力 监 测 系统
Ｋ Ｓ Ｅ 一 Ⅲ钢 弦 应 力 监 测 系 统 主 要 由 Ｋ Ｓ Ｅ － Ⅲ一 １型 钻孔应力计 、 Ｋ Ｓ Ｅ — ｍ型 钢 弦 压 力 记 录仪 、 Ｋ Ｓ Ｅ ． Ⅲ． Ｒ
压 力记 录仪 是配 合 Ｋ Ｓ Ｅ ． Ⅲ． １型钻孔 应力计 使用 、 长
采 工 作 面 安 全 生产 ， 跃进煤矿采用 Ｋ Ｓ Ｅ 一 Ⅲ钢 弦应 力 监 测 系 统 在 ２ ５ ｌ １ Ｏ工作面 井下合理 布置测 点， 使 用 配 套 软 件 分 析 监 测 数 据 得 出应 力 曲 线 变化 ， 并结合矿压监测理论 ， 得 出该 工 作 面 超 前 支 承 应 力 大 小 及 分 布 范 围。
进行设 置 等 。
．
４３ ・
２ ０ １ ３年第 １ １ 期
２ 测量 原 理
中州 煤 炭
４ 测 量 结 果 分 析
第２ １ ５ 期
Ｋ Ｓ Ｅ 一 Ⅲ一 １型钻 孔 应 力 计 把 钢 弦振 动 原 理 和 液 压 技术结 合起 来 ， 采用 充 液膨 胀 的压 力枕 和配 套 使 用 的频率 计测 量岩 石 内部 的相对 应力 。岩体 钻孔 的
期 安装 在井 下 、 用 于 巡 检 并存 储 传 感 器 的频 率 数 据
的仪器 。Ｋ Ｓ Ｅ 一 Ⅲ型钢 弦压 力 记 录 仪 由机 箱 、 机箱 内
的直流 电源 、 电路 板 、 Ｌ Ｃ Ｄ显 示器 和键 盘等组 成 。 （ ３ ） Ｋ Ｓ Ｅ 一 Ⅲ一 Ｒ 型 采 集 仪 。Ｋ Ｓ Ｅ — ｍ． Ｒ 型 采 集 仪
～
１ ３ ． ２ ｍ， 煤层 倾角 １ ０ 。 ～１ ５ 。 ， 采深 ９ ９ ３～１ ０ ４ ２ ｍ。 为 了更 好地 掌握 煤矿 回采 工作 面超 前支 承压 力
钻孔应力计C
钻孔应力计C
钻孔应力计有振弦式和液压式两种形式，均属于电测元件。
本方案成都东旭采用的是振弦式，可以实现远距离监测和自动记录，有利于地压监测自动化。
钻孔应力计工作原理：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的变化，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—岩体应力变化之间的关系即可获得围岩压力的变化。
钻孔应力计成都东旭以钢弦作传感元件，数字讯号输出，具有灵敏度高、抗干扰能力强、长期稳定性好、可以遥测、使用方便、过程操作重复性好等优点。
圆形承压板和油压枕间是面接触滑动配合。
当
压枕固定，承压板可沿面滑动，直径随之扩大，以保证承压板与钻孔壁接触之后较快接受来自岩体的压力。
根据监测方案设计，建议立即着手对仪器设备考察、采购，及时建立空区监测系统，为矿体安全回采提供安全技术保障。
同时矿山地压监测是一个长期的过程，只有对监测数据的连续观测并经合
理分析后才能对矿山的地压灾害进行预测预报。
地压监测通常都是多方面、多手段的综合监测。
根据此次监测范围大、兼顾短期及长期监测等因素。
本着简单、实用、经济的原则选用以下几种监测手段：
(1)采用钻孔应力计测量压力变化值；
(2)采用声发射仪器监测空区围岩的变化；。
混凝土应力应变全曲线的试验研究
混凝土应力应变全曲线的试验研究混凝土作为建筑材料广泛应用于各种建筑结构中，其应力应变行为是混凝土结构和混凝土材料研究的重要内容。
混凝土的应力应变关系直接影响着结构的强度、稳定性和耐久性，因此对于混凝土应力应变全曲线的试验研究具有重要意义。
本文将围绕混凝土应力应变全曲线的试验展开讨论，以期为混凝土工程的应用和发展提供有益的参考。
在本次试验中，我们采用了电子万能试验机（WDW-100）和混凝土压力试验机（YYD-200）对混凝土试件进行应力应变全曲线的测试。
试件为100mm×100mm×100mm的立方体，成型龄期为28天。
在试验过程中，通过拉伸和压缩两种方式对试件施加荷载，并采用引伸计和压力传感器测量试件的变形参数。
按照设计的试验方案，我们对每个试件进行了应力应变全曲线的测试，并得到了完整的曲线。
通过对曲线图的观察和分析，可以清楚地看到混凝土试件在受力过程中的弹性变形、塑性变形和破坏三个阶段。
通过对试验结果的分析，我们发现混凝土应力应变全曲线具有以下特征和规律：弹性变形阶段：在施加荷载的初期，混凝土试件表现出弹性变形特征，应力与应变呈线性关系。
此时，混凝土的弹性模量较高，抵抗变形的能力较强。
塑性变形阶段：随着荷载的不断增加，混凝土试件开始进入塑性变形阶段。
在这个阶段，应变随应力的增加而迅速增大，而应力与应变的关系逐渐偏离线性关系。
这是由于混凝土内部的微裂缝逐渐产生、扩展和贯通，导致结构内部发生不可逆的塑性变形。
破坏阶段：当荷载继续增加到一定程度时，混凝土试件突然破坏，应力发生急剧下降。
这个阶段标志着混凝土结构的极限承载能力达到极限，结构失去稳定性。
通过本次试验，我们得到了混凝土应力应变全曲线，分析了曲线特征和规律，并探讨了该曲线对混凝土疲劳性能和裂纹扩展行为的影响。
试验结果表明，混凝土的应力应变关系是一个复杂的过程，不仅与材料的组成和结构有关，还受到外界环境和加载条件等多种因素的影响。
ks-1型钻孔应力计的原理及其应用
KS-1型钻孔应力计的原理及其应用1. 引言钻孔应力计是一种常用的地质工程仪器，用于测量地下岩石的应力状态。
KS-1型钻孔应力计是一种新型的应力计，它采用先进的传感技术和测量方法，能够准确、快速地获取岩石的应力信息。
本文将介绍KS-1型钻孔应力计的原理及其在工程实践中的应用。
2. 原理KS-1型钻孔应力计的工作原理基于岩石的弹性理论和钢筒应力折减方法。
其主要组成包括测压单元、传感芯片、数据处理单元和电源单元。
2.1 测压单元测压单元是KS-1型钻孔应力计的核心部件，主要由压力传感器和钢筒组成。
传感器被安装在钻孔中的岩石层中，感受岩石的应力状态并将其转化为电信号。
钢筒则起到固定传感器和保护传感器的作用。
2.2 传感芯片传感芯片接收测压单元传来的电信号，并将其转化为数字信号。
传感芯片具有高精度和低功耗的特点，能够准确地采集岩石的应力信息。
2.3 数据处理单元数据处理单元负责接收传感芯片发送的数据，并进行处理和分析。
通过算法和模型，将原始数据转化为可读性强的应力信息，包括应力大小、变化趋势等。
2.4 电源单元电源单元为KS-1型钻孔应力计提供电能，保证其正常工作。
电源单元采用可充电的锂电池，能够长时间稳定供电。
3. 应用KS-1型钻孔应力计在地质工程中具有广泛的应用价值。
以下列举了该应力计在几个典型领域中的应用案例。
3.1 桥梁工程在桥梁工程中，岩石的应力状态对桥梁的稳定性和安全性至关重要。
通过使用KS-1型钻孔应力计，可以实时监测桥梁基础岩石的应力变化，及时发现问题并采取措施，保证桥梁的结构安全。
3.2 地下工程地下工程中常常需要钻孔，钻孔的稳定性受到岩石应力的影响。
KS-1型钻孔应力计可以在钻孔过程中实施连续监测，及时获取地下岩石的应力信息，为地下工程的设计和施工提供参考依据。
3.3 岩土工程岩土工程中需要对地下岩石进行力学性质的测试和分析。
KS-1型钻孔应力计可以直接测量岩石的应力大小，为岩土工程的设计和施工提供重要参数，并减少后期风险。
KJ21矿山压力监测系统操作手册2019
KJ21矿山压力监测系统技术手册天地科技股份有限公司2010年6月目录1 系统简介32 准备工作52.1 钻孔应力计安装前准备工作52.2 锚杆（索）测力计安装前准备工作52.3 支架压力记录仪安装前准备工作53 安装方法63.1 钻孔应力计安装方法63.2 锚杆（索）测力计安装方法63.3 传感器与分站接线方法63.4 支架压力记录仪安装方法74质量标准95 软件介绍105.1 安装条件105.2 参数设置105.3 实时显示105.4初撑力分析115.5 推进度分析125.6 周期来压分析136 故障检测146.1 系统全部数据无法上传146.2 系统部分数据无法上传147 系统维护171 系统简介KJ21矿山压力监测系统主要用于实时、在线监测液压支架工作阻力、超前支承压力，煤柱应力，锚杆（索）载荷和巷道表面变形量。
长期进行矿压监测，还可以进一步揭示矿压显现规律，预测、预报顶板事故和顶板灾害及冲击地压。
系统结构如图1所示。
图1矿山压力监测系统结构图系统技术指标：（1）防爆标志：Exib I（2）量程支架压力记录仪：0~60MPa钻孔应力计：0~30MPa锚杆（索）载荷测力计：0~280kN围岩移动传感器：0~400mm立柱伸缩量记录仪：0~200mm（3）分辨率支架压力记录仪：0.01MPa钻孔应力计：0.1MPa锚杆（索）载荷测力计：0.1kN围岩移动传感器：1mm立柱伸缩量记录仪：1mm（4）数据传输速率：2400 bps（5）数据传输介质：电话线、矿用通讯电缆或光缆（6）软件操作平台：Windows XP/Vista系统（7）数据传输介质：电话线、矿用通讯电缆、光缆（8）能够直接生成矿压报表，可与局域网及Internet相联2 准备工作2.1 钻孔应力计安装前准备工作（1）确定钻孔应力计安装位置及安装深度；（2）采用直径为48~50mm的钻头垂直于煤壁钻孔，孔口与巷道底板距离为1.0~1.5m，如煤层有倾角，应保持孔轴线与煤层平面平行；（3）适量液压油；（4）各类接线盒、安装工具、纸、笔。
钻孔应力计观测方案
钻孔应力计观测方案：
1) 钻孔计用于观测47201工作面的超前支承压力和侧向支承压力分布特征，设计上、下顺槽（靠工作面侧）分别布置五个钻孔，每孔内布置1台KSE-Ⅱ-1型钻孔应力计。
沿工作面推进方向五个钻孔的深度依次分别为3m、6m、9m、12m和15m，每组测线走向方向相距2m，钻孔高度距底板1.2m。
2) 测线布置位于工作面联络巷和停采线之间，上、下顺槽钻孔深度3m的测线距47201工作面联络巷70~80m位置，并尽可能相同。
钻孔及应力计在工作面内的布置参
应力计直径大10mm。
工作面推进至距联络巷10m左右位置时，应提前将打钻设备布置到位。
打钻时，先打3m钻孔，打钻后及时安装钻孔应力计，然后再依次进行6m钻孔的打孔和应力计的安装工作。
4）实测时，根据工作面推进情况安排观测工作。
当测点距离工作面50m以外时，每隔2天测一次，50m～30m时每天观测一次，30m以内时每天早、中班分别观测一次，
并记录于附表1中。
附表1 工作面超前支承压力记录表
观测日期：年月日观测人：。
矿用本安型钻孔应力计应力参数测试实验2
矿用本安型钻孔应力计应力参数测试实验一、实验目的测试矿用本安型钻孔应力计的量程及应力值与矿用本安型钻孔应力计输出值的对应关系二、设备参数1、传感器测量范围： 0MPa～60MPa基本误差: ≤0.5%FS (测量值上限误差)2、输出信号制式:0.1v～2.1v三、实验设备矿用本安型钻孔应力计、油泵、多功能万用表、重力传感器、压力设备。
四、实验方法1、连接应力计、四通阀、压力变送器及油泵，将应力计放置于重力传感器上固定，并将压力传感器、重力传感器与两台多功能万用表连接，保证测试期间随时读取数据并拍照。
2、应力计在注油后，油囊膨胀，压力设备难以固定，因此测试期间仅注入少量油，初始压力定位2MPa。
油泵打压结束后拧紧锥阀，调节千斤顶，对固定在操作台上的压力计施压。
施压过程中，记录测试数据。
3、在变送器测量范围的0、25%、50%、75%、100%五点进行检测，由低到高读取正行程各检测位的显示值和输出信号值，当达到最大值时，保持1 min，然后逐步减至最小值，并读取反行程各检测点的显示值和输出信号值。
例如，在达到60MPa压力变送器50%的量程时，经计算压力变送器此时输出30MPa,电压值为1.1V。
通过操作千斤顶，对应力计施压，当连接压力变送器的万用表显示电压值为1.1V时，稳定1min后观察并记录另一台万用表电压值（10.31mV），经过计算即可得出重力传感器的施压值（25.77KN）。
五、实验数据配备60MPa压力变送器备注：1、此时使用应力设备显示单位为mV,定义为1mV对应250Kg2、机械压力转液压1Mpa=10公斤（Kg）=100N；3、液压转模拟量输出；液压传感器量程：0~60Mpa；液压传感器输出：0.1~2.1V；公式：V =1/30P+0.1V V代表输出电压值；P代表实际压力；六、试验结论1、应力计的量程为60KN2、应力值与输出信号值之间成线性比例关系，应力值越大，比例值越小。
基于MPU6050的高精度钻孔应力计安装杆设计
59电子技术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering钻孔应力计是监测矿井巷道岩壁应力大小的测量仪器[1]。
在矿井生产过程中，原岩体受力平衡状态被打破，采动应力重新分布，易产生冒顶、片帮等冲击地压重大安全隐患[2,3]，为实时准确的掌握采动应力场分布情况，企业通常需要安装多个钻孔应力计综合分析岩体应力。
钻孔应力计主要有2种类型，应变片式矿用应力计和膨胀枕式矿用应力计。
从测量原理看，应变片式矿用应力计测量的应力数据为垂直于电阻应变片方向的力，膨胀枕式矿用应力计测量的应力数据为垂直于油枕方向的力，这两种应力计测量与其主要受力部件垂直方向的应力大小，受地质构造和应力计特点的影响，计算得到应力数据往往存在较大误差[4]。
因此，在安装应力计时存在以下几点要求：（1）将应力计垂直应力方向放置于岩体内，能提高应力值获取的精度。
（2）应力计安装过程中应能前后移动、左右旋转，安装完成后可将安装杆抽出。
（3）应力计安装过程中应能实时了解应力计倾角。
为提高测量准确性，有见一种解决方案，即在应变片式矿用应力计中嵌入三轴加速度传感器，以得到应力计在煤柱中的倾角[5]。
其不足之处在于加速度计算倾角需进行积分运算，在调整应力计倾角时，受人为旋转速度的影响，易产生积分误差，并且每个应变片式应力计均带有三轴加速度传感器，其制作工艺复杂，增加了制造成本。
针对以上问题，本文介绍一款通用型高精度矿用应力计安装杆，该安装杆由应力计连接头、延长杆和手持显示器组成，其中应力计连接头中内嵌姿态传感器，通过CAN 总线与手持显示器通信，在手持显示器上实时显示应力计姿态，从而实现应力计精准安装。
1 矿用应力计安装杆总体设计通过对矿用应力计安装要求分析与方案比较，设计了如图1所示的应力计安装杆总体结构。
该结构以姿态传感器为核心，将姿态传感器固定于应力计连接头中，应力计连接头与应力计实现紧密配合，之间不产生相对转动，保证传感器与应力计姿态一致，姿态数据通过总线实时传输至手持显示器显示，操作简单，安装人员可根据需要调整安装角度，确保了安装质量。
KJ21矿山压力监测系统操作手册
百度文库 - 让每个人平等地提升自我KJ21矿山压力监测系统技术手册天地科技股份有限公司2010年6月目录1 系统简介 (4)2 准备工作 (5)2.1 钻孔应力计安装前准备工作 (5)2.2 锚杆（索）测力计安装前准备工作 (5)2.3 支架压力记录仪安装前准备工作 (5)3 安装方法 (6)3.1 钻孔应力计安装方法 (6)3.2 锚杆（索）测力计安装方法 (6)3.3 传感器与分站接线方法 (6)3.4 支架压力记录仪安装方法 (6)4质量标准 (8)5 系统软件介绍 (9)5.1 安装条件 (9)5.2 参数设置 (9)5.3 实时显示 (9)5.4初撑力分析 (10)5.5 推进度分析 (10)5.6 周期来压分析 (11)6 故障检测 (12)6.1 系统全部数据无法上传 (12)6.2 系统部分数据无法上传 (12)表2 KJ21-J矿用传输接口故障分析与排除 (13)表3 KJ21-FW矿用本安型位移监测分站故障分析与排除 (14)表4 围岩移动传感器故障分析与排除 (14)7 系统维护 (14)2 准备工作52.1 钻孔应力计安装前准备工作52.2 锚杆（索）测力计安装前准备工作52.3 支架压力记录仪安装前准备工作53 安装方法63.1 钻孔应力计安装方法63.2 锚杆（索）测力计安装方法63.3 传感器与分站接线方法63.4 支架压力记录仪安装方法74质量标准95 软件介绍105.1 安装条件105.2 参数设置105.3 实时显示105.4初撑力分析115.5 推进度分析125.6 周期来压分析136 故障检测146.1 系统全部数据无法上传146.2 系统部分数据无法上传147 系统维护171 系统简介KJ21矿山压力监测系统主要用于实时、在线监测液压支架工作阻力、超前支承压力，煤柱应力，锚杆（索）载荷和巷道表面变形量。
长期进行矿压监测，还可以进一步揭示矿压显现规律，预测、预报顶板事故和顶板灾害及冲击地压。
钻孔崩落应力测量方法简介
钻孔崩落应力测量方法简介一．孔壁崩落的力学机制根据弹性理论，在单项水平应力σ作用下的一个无限大矩形平板中,其内部为一均匀应力场。
这时的应力分布状态为:式中，θ由σ方向逆时针量取，σ r 、σ θ 和τ rθ 分别为径向，切向和剪切应力。
当在矩形板中心钻了一个半径为α的圆孔后，势必扰动原来的应力场，寻致应力的重新分布。
这时，在圆孔附近的应力分布由基尔希方程给出：而当γ=α时，也就是说，孔壁上的应力分布为:由方程(3)可以看出,当时,即在与σ垂直的孔径的两个端点上,切向应力σ θ 有最大值3σ，当θ＝0和π时，即在平行于σ的孔径的两个端点上，切向应力仅有极小值为-σ。
由上述可见，应力的集中，仅仅是在与σ正交的直径的孔壁上，切向应力取得最大值。
而随着径向的延伸(即r逐渐增大)，在与σ垂直的方向(即)上，切向应力变化为：显然，切向应力σ θ 随着径向的延伸而迅速减小。
当半径(r)等于几个钻孔半径时，切向应力就近似地等于施加应力(σ)。
如当r＝1.3α时，σ θ ＝1.82lσ，而当r＝4α时，σ θ 就仅为1.0372σ。
地壳中的岩石，一般都是处在各向不等载荷的压应力作用下。
对于一个沿直铅孔来说，它的横载面往往都是处于两项水平主应力σ 1 和σ 2 (σ 1 >σ 2 )的压缩之下。
根据叠加原理，这时孔壁上(即r＝α处)的应力分布状态为：由上式可见，当时，即在与最小水平主应力平行的钻孔直径的两个端点(M和N)，切向应力σ θ 达到最大值(σ θ ＝3σ 1 -σ 2 )；而当θ＝0和π时，即在与最大水平主应力平行的直径的两个端点(P和Q)，切向应力σ θ 达到最小值(σ θ ＝3σ 2 -σ 1 图2)。
根据脆性破裂理论，当作用在M和N点处的切向应力，达到或超过该点处的破裂强度时，就会使孔壁岩石崩落，形成崩落椭圆孔段，其长轴方向与最小水平主应力方向平行。
二．钻孔崩落椭圆的形成条件在不同地质时期形成的各种岩石，都具有一定的强度，因而在地壳应力场的作用下，能够发生弹性变形，并可以在孔壁附近引起应力集中。
应力测量仪器
应力测量仪器2010-3-11 16:58:48 中国选矿技术网浏览次收藏我来说两句是指静态应力测量，不包括爆破、地震和冲击地压的量测。
应力是指原岩应力与次生应力。
通过电阻应变片、光弹片、钢弦振动、机械传动、液压传递等得出与应力相关的效应，计算应力值。
一、静态电阻应变仪静态电阻应变仪分为简易型和多点巡检型两大量，见表1，表2。
静态电阻应变仪测量精度高，数字显示，测试简便，体积小，重量轻，适用矿山量测。
表1 国内常用的应力应变仪器最大量程±11000最大量程±25000最大量程±19999最大量程±60000精度±0.005表2 电阻应变仪型号及主要技术性能±1500（4002±2500二、钢弦频率仪该种仪器是用来接收和显示钢弦振动的频率讯号。
是一种应用很广泛的应力测试工具。
其优点是长期稳定性好、重量轻、测读方便。
下面介绍矿山工程中常用的几种钢弦式测试元件。
（一）钻孔应力计用来测试钻孔径向应力变化的元件。
可在钻孔中进行长期的应力变化观测。
该元件体积小，使用安设方便。
一个应力计只能测得一个方向的应力值，要测多个方向的应力值，需要在相应的方向上设置应力计。
应力计由三件组成——一个圆筒形应力计壳体，一块弧形活动块和一个楔形块组成。
安装时用专门的安装杆将三件一起塞入钻孔中，并用楔形块的楔紧力对应力计施加一个适当的预应力，从而将应力计卡固在钻孔中。
见图1，其技术性能见表3。
表3 钻孔应力计的技术性能应力计在安装使用前，必须在室内事先率定。
应力计直径为D，率定板的宽度为1.5D，长度为3D，厚度为D。
（二）埋入式应变计可用于混凝土应变测试，又能将几个应变计连成测杆进行岩石钻孔的应变测试。
见图2，图中构件8、9、12用来量测岩体应变。
构件10、11用来量测混凝土的应变。
应变计长度为135mm，圆筒外径约30mm，灵敏度为2～4 /Hz。
（三）表面式应变计用来量测岩体表面的应变数值，换算为表面应力。
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主要用来测量煤矿或金属矿预留柱应力的变化，或用来测量基坑 岩体、隧道岩体、土基础，在开挖前后应力的变化情况。 二、性能特点
它是一种特殊结构的振弦传感器，在安装使用时，可根据需要设 置到钻孔中 14m 以内的任意位置，可选择测力方向，安装方便，它通 常与 YH6406 型读数检测仪配套使用，或加上一个 YH3000 数据处理器 后可进行自动化采集并联接成系统采集，可直接读出应力值来。 三、主要技术指标
量 程： 20、40、60Mpa 准确度：0.5%FS、1.0%FS 重复性：0.2%FS、0.4%FS 分辨率：0.01%FS 外 径：￠40 ㎜、￠60 ㎜ 四、安装使用说明 1.首先将安装工具管子连接起来，钢筋连接起来，使之牢固，成 为两根坚固的工具管子和钢筋； 2.将钢筋穿入管子，钢筋插入传感器的中心凹槽中，工具管子上 的缺口扣在传感器的销子或电缆上，电缆顺着管子理直，这时从管子 的尾端记下传感器的活动块方位，需要测哪个方向的力，就将传感器 的活动块对准哪个方向； 3.当钻孔打好后，用工具管子将传感器送入孔内的一定深处； 4.将传感器的电缆插头接上仪表，显示频率。然后，左手握紧外 面的工具管子使它不转动，用右手顺时针拧动钢筋，给传感器一个初 应力，直到显示的压力值达到一定量（比初频降低 5Hz～10Hz 左右 时），停止拧动钢筋。 5.将钢筋抽出，再将工具管子退出来，传感器安装完毕；待频率 稳定后（约十分钟），记下这时传感器的频率作为初频，输入仪表进 行调零；以后操作仪表可直接读出所测矿体增加的应力值 6．安装完毕后需注水泥浆把孔回填好，注意保护好出来的电缆。
7．常见问题以及排除方法
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（1）安装好钻孔应力计后，读取数据，若读数仪 通信超时。需拆开 DB-9 接头，看通信线是否有断路，短路，检查 4 根导线是否有断开。用万用表测量 DB-9 的端口 2（红色线），3（黑 色线）的电压（正常为 12V 左右），1（橙色线），3（黑色线）的电压 （正常为 24V 左右）。若无非正常情况，要更换 DB-9 的接头。
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钻孔应力计 YH-0800 系列
产 品 说 明 书
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YH0800 型钻孔测力计使用说明书
型号：YH0804 钻孔应力计
钻孔应力计安装杆
一、 用途
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