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煤礦鉆孔應力計使用方法
閱讀：15 發(fā)布時間：2025-6-10礦用鉆孔應力計（也稱為鉆孔應力傳感器）是監(jiān)測礦山巖體內(nèi)部應力變化的重要儀器，主要用于監(jiān)測采動應力、支承壓力、構(gòu)造應力等，為礦山安全生產(chǎn)提供預警。其安裝是一項技術要求高、需要細致操作的工作。以下是詳細的安裝方法及注意事項：
核心安裝步驟：
前期準備135#0538#5101：
設備檢查： 確認應力計型號、量程、精度符合要求，外觀無損傷，電纜無破損，接頭防水性能良好。檢查讀數(shù)儀或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作正常。
工具材料準備： 鉆機（滿足孔徑、孔深要求）、配套鉆桿、鉆頭（通常為金剛石鉆頭或硬質(zhì)合金鉆頭）、安裝桿（長度需大于孔深）、推送桿、耦合劑（專用水泥砂漿或環(huán)氧樹脂）、注漿管、封孔材料（速凝水泥或?qū)Ｓ梅饪灼鳎?、水桶、攪拌工具、水平尺、羅盤（或測斜儀）、卷尺、電纜保護管/槽、萬用表等。
鉆孔設計： 根據(jù)監(jiān)測目的（如采動影響、巷道穩(wěn)定性、構(gòu)造應力監(jiān)測等）確定鉆孔位置、方向（方位角、傾角）、深度和直徑。孔徑需略大于應力計直徑（通常大10-20mm），確保應力計能順利放入并與孔壁良好耦合?？咨顟_到目標監(jiān)測巖層。
現(xiàn)場清理： 清理鉆孔位置附近的浮煤（矸）、雜物，保證操作空間和安全通道。
鉆孔施工：
使用清水或壓縮空氣排渣，確?？妆谇鍧?、光滑、完整。避免使用泥漿，以免影響耦合劑粘結(jié)。
控制鉆進速度，防止卡鉆、堵孔或造成孔壁嚴重破碎。
鉆進至設計深度后，進行洗孔，清除孔內(nèi)巖粉和積水。這是保證耦合效果的關鍵步驟。
定位定向： 嚴格按照設計，使用水平尺、羅盤或測斜儀精確標定鉆孔的開孔位置、方位角和傾角。偏差應控制在設計要求范圍內(nèi)（通常角度偏差<1°）。
鉆進：
應力計準備：
初始讀數(shù)： 在安裝前，連接應力計到讀數(shù)儀，記錄初始讀數(shù)（零點讀數(shù)），并檢查其工作狀態(tài)是否正常（電阻值、絕緣電阻等）。
涂抹耦合劑： 在應力計的傳感器表面均勻涂抹一層預先調(diào)配好的專用耦合劑（水泥砂漿或環(huán)氧樹脂）。耦合劑的作用是將巖體的變形（應力變化）有效地傳遞到應力計的敏感元件上。涂抹要均勻、飽滿，避免氣泡。
連接安裝桿/推送桿： 將應力計牢固地連接到安裝桿（或?qū)Ｓ猛扑蜅U）的前端。確保連接可靠，不會在推送過程中脫落或松動。理順電纜，將其沿著安裝桿/推送桿外側(cè)綁扎固定好，避免在推送過程中被擠壓、扭結(jié)或拉傷。
應力計安裝：
密切注意推送阻力，阻力突然增大可能遇到障礙物或孔壁坍塌，應停止推送，查明原因處理。
避免旋轉(zhuǎn)推送桿，防止電纜纏繞。
及時續(xù)接安裝桿/推送桿。
推送： 將準備好的應力計和安裝桿小心地送入孔口。緩慢、平穩(wěn)、勻速地將應力計推送至設計深度。推送過程中：
定位： 確保應力計到達預定深度?？赏ㄟ^在安裝桿上做標記或測量推送桿總長度來確認。
定向（如需要）： 對于需要特定方向（如測量較大主應力方向）的應力計，在推送過程中或到位后，可能需要使用定向裝置（如定向儀）來調(diào)整和確認其方位角。這通常需要更復雜的設備和操作。
耦合劑注入與固化（關鍵步驟）：
對于淺孔或使用粘稠耦合劑（如環(huán)氧樹脂），可能在推送前已涂抹足夠，但為了確保耦合效果，通常仍需通過注漿管補充注入。
使用注漿泵（或手動注漿槍）將預先攪拌好的、流動性適宜的耦合劑（通常是專用微膨脹水泥砂漿或低粘度環(huán)氧樹脂）緩慢、連續(xù)、勻速地通過注漿管注入鉆孔。注入順序必須從孔底向孔口進行。
觀察孔口是否有耦合劑返出，當返出的耦合劑與注入的漿液性質(zhì)一致（無大量水或氣泡）時，表明孔內(nèi)空氣和積水已基本排出，耦合劑已充滿應力計與孔壁之間的環(huán)形空間。
持續(xù)注入，直到返漿持續(xù)穩(wěn)定一段時間（如1-2分鐘），確保充填密實，無空洞。
注漿管安裝： 如果采用注漿方式填充耦合劑（特別是深孔或需要全部填充時），在推送應力計的同時，將一根細的注漿管（通常為塑料軟管）與電纜一起綁扎在推送桿外側(cè)，其末端應靠近應力計中部或尾部。
注入耦合劑：
固化養(yǎng)護： 保持應力計位置不動，等待耦合劑固化。固化時間根據(jù)耦合劑類型和環(huán)境溫度而定（數(shù)小時至數(shù)天不等）。在固化期間嚴禁擾動安裝桿和電纜。
取出安裝桿/推送桿：
確認耦合劑已充分固化（達到設計強度）后，小心地、緩慢地、直拉出安裝桿/推送桿。嚴禁旋轉(zhuǎn)，防止帶動應力計轉(zhuǎn)動或損壞電纜。
在拉出過程中，注意觀察電纜是否隨桿順利退出。如有卡滯，需查明原因謹慎處理。
封孔：
在孔口（通常深入孔內(nèi)0.5-1m）使用速凝水泥或?qū)Ｓ梅饪灼鬟M行封堵，防止孔口坍塌、進水或雜物進入影響應力計。封孔要密實。
將孔口段的電纜放入保護管或電纜槽中固定好，避免被砸傷、拉斷。
電纜敷設與保護：
將電纜沿著巷道壁或?qū)Ｓ秒娎|溝槽敷設至監(jiān)測分站或數(shù)據(jù)采集箱。
全程使用電纜保護管（如PVC管、鋼管）或堅固的電纜槽進行保護，防止機械損傷、鼠咬、水浸等。
電纜接頭（如有）必須做好嚴格的防水、防潮、絕緣處理（使用防水接線盒和防水膠帶/膠泥），設置在干燥、易檢修的位置。
連接與調(diào)試：
將應力計電纜連接到數(shù)據(jù)采集儀或監(jiān)測分站。
接通電源，讀取并記錄安裝后的初始穩(wěn)定讀數(shù)。此讀數(shù)與安裝前的零點讀數(shù)之差，可能包含了安裝過程引起的微小應變（安裝效應），在后續(xù)數(shù)據(jù)分析中需要考慮或扣除。
檢查信號傳輸是否正常、穩(wěn)定。設置好數(shù)據(jù)采集頻率、傳輸方式等參數(shù)。
標記與記錄：
在孔口和電纜端頭做好清晰的標識牌，注明應力計編號、安裝日期、安裝深度、初始讀數(shù)等信息。
詳細填寫安裝記錄表，包括：鉆孔參數(shù)（位置、方向、深度、孔徑）、應力計信息（型號、編號、量程）、耦合劑信息（類型、配比、用量）、安裝人員、日期、初始讀數(shù)、環(huán)境狀況、遇到的任何問題及處理措施等。這些記錄對后續(xù)數(shù)據(jù)分析至關重要。
關鍵注意事項：
鉆孔質(zhì)量： 孔壁光滑、完整、清潔是保證良好耦合和測量精度的基礎。
耦合劑： 選擇合適的耦合劑（剛度匹配巖體、微膨脹、流動性好、粘結(jié)力強、耐久性好），嚴格按照配比調(diào)配，確保注入飽滿、密實、無氣泡空洞。這是應力計能否真實反映巖體應力的最關鍵因素。
推送與安裝： 操作務必平穩(wěn)、輕柔，避免對傳感器造成沖擊或損傷。準確定位和定向。
電纜保護： 井下環(huán)境復雜，電纜是系統(tǒng)的“生命線"，必須全程做好防護，接頭防水至關重要。
固化時間： 必須保證耦合劑充分固化達到強度后才能取出安裝桿和進行后續(xù)操作。急于求成會導致耦合失敗。
初始讀數(shù)： 準確記錄安裝后的穩(wěn)定初始值，作為后續(xù)應力變化的基準。
安全為先： 嚴格遵守礦山安全規(guī)程，在支護完好的地點作業(yè)，注意鉆機、風水管、電纜、頂板、幫壁等安全。
防爆要求： 在煤礦等有瓦斯爆炸危險的環(huán)境下，應力計、讀數(shù)儀、連接器等設備必須具有煤礦安全標志證書和防爆合格證（如Exib I Mb），安裝操作需符合防爆要求。
專業(yè)培訓： 操作人員應經(jīng)過專業(yè)培訓，熟悉儀器性能和安裝流程。
常見問題：
讀數(shù)漂移/不穩(wěn)定： 耦合不良（空洞、脫粘）、電纜受損（尤其是接頭）、應力計本身故障、環(huán)境干擾（溫度、濕度）是主要原因。
數(shù)據(jù)異常： 安裝深度錯誤、方向偏離、附近有干擾源（如爆破、機械振動）、巖體非均質(zhì)性等都可能導致數(shù)據(jù)難以解釋。
無信號/信號弱： 電纜斷裂、接頭進水短路/斷路、采集設備故障。
總結(jié)：
礦用鉆孔應力計的安裝是一項系統(tǒng)工程，每個環(huán)節(jié)都至關重要，尤其是鉆孔質(zhì)量、耦合劑的注入與固化、電纜的保護和初始讀數(shù)的記錄。嚴謹?shù)牟僮髁鞒?、細致的施工記錄和嚴格的安全措施是保證應力計長期穩(wěn)定可靠運行、獲取準確有效監(jiān)測數(shù)據(jù)的前提。務必由經(jīng)驗豐富的技術人員嚴格按照規(guī)程操作。安裝完成后，還需建立定期巡檢和數(shù)據(jù)校核制度。