第四章礦山壓力觀測儀器

1、第四章礦山壓力觀測儀器礦山壓力觀測儀器，伴隨礦山壓力研究的廣泛開展，逐步由無到有，由功能單一到多項(xiàng)功能組合，由簡陋到精美，且可實(shí)現(xiàn)遙控監(jiān)測。目前，礦山壓力觀測儀器種類較多。按觀測內(nèi)容 分為：采煤工作面和巷道支柱（架）工作阻力觀測儀器、頂?shù)装逑鄬σ平亢拖锏绹鷰r表面 位移觀測儀器、巖體內(nèi)部原巖應(yīng)力和附加應(yīng)力觀測儀器、圍巖深部位移觀測儀器、礦山動力現(xiàn)象觀測儀器等。按其工作原理分為：機(jī)械式、液壓式、振弦式、電阻應(yīng)變式、聲波法、光 學(xué)法及其它物理方法（如電磁波、同位素射線等）。機(jī)械式和液壓式礦壓觀測儀器，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，造價較低，是礦山壓力觀測常用儀器其它工作原理的觀測儀器，可通稱為電 測儀器，這

2、些儀器是將礦山壓力顯現(xiàn)的被測參數(shù)如應(yīng)力（應(yīng)變）或位移等轉(zhuǎn)換成電量，然后進(jìn)行測量。一般來說，電測儀器具有靈敏度高， 響應(yīng)速度快，測量范圍寬，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)觀測， 測量信號可以遠(yuǎn)距離傳輸和用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析等特點(diǎn)，是礦山壓力觀測儀器的發(fā)展方向。礦壓觀測儀器雖種類繁多，工作原理各有差異，但其組成部分大致相同。通常，把能將非電 量的壓力（應(yīng)力）或位移轉(zhuǎn)換成電量的裝置（元件）稱為一次測量儀表，亦稱為傳感器。能將傳感器輸出的信號進(jìn)行放大、濾波、波形變換與分析、積分或微分運(yùn)算、計(jì)數(shù)、顯示等變換 和處理的裝置稱為二次儀表。第一節(jié)機(jī)械式礦壓觀測儀器機(jī)械式礦壓觀測儀器，由于其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，使用方便

3、，易于維護(hù)與檢修，比較適合地下工程的礦壓測量，因此，礦壓觀測最初使用的儀器多數(shù)為此類。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步， 特別是電子技術(shù)的發(fā)展， 以及礦壓觀測數(shù)據(jù)精度要求的不斷提高，此類觀測儀器將逐漸被淘汰。圖4-1 ADJ型測力計(jì)一、機(jī)械式支柱測力計(jì)；ADJ 45型和ADJ 50型支柱測力 計(jì)，常用來測量采掘工作面單體支柱和巷 道支架承受的載荷及其工作特性等。該儀器的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。測力計(jì) 的上蓋受力后，使工作膜5承受壓力并發(fā) 生彈性變形，這一微小變形通過傳動杠桿 13放大，用百分表制成的壓力指示器（圖1-底座；2-保護(hù)蓋；3-調(diào)整螺釘；4-螺母； 5-工作膜；6-平衡彈簧；7-外套；8-保護(hù) 蓋鏈子

4、；9-螺釘；10小軸；11-彈簧；12- 上蓋；13-傳動杠桿；14固定螺釘；15、 16螺釘與墊圈；17-測孔42）,插入測孔17,測量傳動杠桿自由 端的位移，即壓力指示器中的百分表讀數(shù) ， 然后在其標(biāo)定曲線上查得測力計(jì)上所承 受的載荷。ADJ型機(jī)械式測力計(jì)的標(biāo)定曲線，是 在材料試驗(yàn)機(jī)上對測力計(jì)進(jìn)行標(biāo)定后獲 取的（圖4-3）。在材料試驗(yàn)機(jī)上，首先對測 力計(jì)進(jìn)行加載，載荷由零均勻加至最大值 （為額定工作載荷的 1.2倍）。同時用壓力指示器測量某一載荷下的自由端位移，然后卸載，同樣測量某一載荷下的自由端位移如此重復(fù)三次，取某平均值，即可作出測力計(jì)的標(biāo)定曲線。支柱測力計(jì)的標(biāo)定曲線由生產(chǎn)廠家提供，使

5、用過程中因工作環(huán)境的變化，其工作特性有可能發(fā)生變化，因此，有條件時每次觀測前都應(yīng)重新標(biāo)定一次。ADJ型支柱測力計(jì)主要技術(shù)特征如表4 1所示。二、圍巖移動量和移動速度觀測儀器圖4-2 NN-ZY指示器結(jié)構(gòu)圖1 保護(hù)環(huán)；2外殼；3-保護(hù)蓋；4-接長圖43 ADJ型測力計(jì)標(biāo)定曲線桿;5-套圈;6-鏈子；7百分表表41 ADJ型機(jī)械式測力計(jì)主要指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)ADJ 45 型ADJ-50 型設(shè)計(jì)工作壓力，kN450500過載安全系數(shù)1.21.2工作膜直徑，mm135180杠桿傳動裝置傳動比1 : 3。251:3最大壓力時杠桿端部位移， mm3467測力計(jì)支承面積,cm2135254精度，kN105允許

6、相對誤差，± 2± 1允許偏心角，（°77外殼直徑，mm145188長度，mm195250高度,mm113118重量，kg5。29.51。 DDJ型測桿DDJ型測桿是測量頂?shù)装逑鄬σ平俊⑾锏绹鷰r表面及支架兩點(diǎn)間位移的常用儀器（圖4-4），主要由活桿、套管、標(biāo)尺組成?；顥U1可在套管5內(nèi)滑動，活桿上設(shè)有固定標(biāo)尺2,套管上端的矩形讀數(shù)窗口3刻有讀數(shù)基準(zhǔn)線，擰緊夾緊螺釘4,可使卡環(huán)抱緊活桿1,并借助彈簧6的彈力使測桿穩(wěn)固地支撐在兩測量基點(diǎn)之間。讀數(shù)基準(zhǔn)線所對準(zhǔn)的標(biāo)尺刻度即為觀測 值。DDJ型測桿配合自動記錄器（圖4-5）可實(shí)現(xiàn)自動連續(xù)觀測使用時，將測桿從自動記錄 器測桿

7、孔口 9穿過，固定好自動記錄器，將測桿支設(shè)在兩測量基點(diǎn)間，然后擰緊測桿的夾 緊螺釘，利用自動記錄器上的夾緊裝置，使測桿的活桿移動時，帶動桿杠5，并驅(qū)動記錄筆筆尖在自記鐘1柱形表面記錄紙上繪出頂板下沉曲線。觀測期間每天更換一次記錄紙，上緊自記鐘的發(fā)條，若記錄筆使用墨水時還應(yīng)及時灌注墨水。2. BHS 10型測槍BHS-10型測槍（圖46）適于測量巷道圍巖表面位移，亦可用于地面工程測量。該測 槍測量范圍大，讀數(shù)精確，使用方便。測量時，將測槍接頭組1掛在預(yù)安設(shè)的觀測基點(diǎn)的金屬鉤上，下壓卡簧片18,松開扳機(jī)10,移動測槍放出測尺 11,待測槍頂尖16接近對應(yīng)測點(diǎn)時，扳機(jī)壓至一檔，將測尺壓緊 當(dāng)頂尖觸及

8、測釘端面時，扳機(jī)壓至二檔，鎖死測尺，從放大鏡4處觀看尺標(biāo)3，即是測取的讀數(shù)值。配合接長桿使用，測槍最大測量范圍可達(dá) 11m。圖4-4 DDJ-2.5型測桿1-活桿；2-標(biāo)尺；3-觀測窗；4-夾緊螺釘；5-套管；6-彈簧；7接長桿圖4-5C- H型自動記錄器結(jié)構(gòu)圖1-自記鐘；2立柱；3-導(dǎo)槽；4-軸；5-杠桿；6-筆尖；7-導(dǎo)軌；8-調(diào)節(jié)板；9測桿孔口； 10- 固定螺釘；11-底座；12-彈簧；13-放大旋鈕；14-放大刻度；15-自記鐘軸3. KY-82型頂板動態(tài)儀KY-82型頂板動態(tài)儀（圖 47）是一種普及型、機(jī)械式、靈敏度高、量程大的位移計(jì)。主要用于測量采煤工作面和巷道頂?shù)装逡平?及移

9、近速度。使用時，動態(tài)儀安設(shè)在頂?shù)装鍦y量基點(diǎn)間，依靠壓力彈簧5固定。粗讀數(shù)或較大讀數(shù)由粗讀數(shù)游標(biāo) 13指示，從刻度套管10上讀出，每一小格2mm;微讀數(shù)由指針9指示, 從微讀數(shù)刻度盤 8上讀出畫，刻度盤上每一小格為 0.01mm，共200小格，對應(yīng)為2mm。例 如圖4-7面上讀數(shù)為2+1.30=3。30mm。頂?shù)装逑鄬σ平鼤r，作用力通過壓桿3壓縮壓力彈簧5并推動齒條 乙齒條再推動齒輪帶動指針9順時針方向轉(zhuǎn)動，于是讀數(shù)增大.前后兩次讀數(shù)的差值為此段時間內(nèi)的頂?shù)装逡平?，差值與此段時間間隔的比值即為頂?shù)装逡平俣?KY 82型頂板動態(tài)儀分辨率為0。01mm。最大量程為 200mm，與接長桿配合使用，

10、測量高度可達(dá)3m.圖4-7b為接長桿結(jié)構(gòu)示意圖，它是頂板動態(tài)的組成部分之一，當(dāng)測量高度較大時，可將接長桿與動態(tài)儀用連接螺母14連成一體。圖4-6 BHS-10型測槍結(jié)構(gòu)圖1-接頭組；2-氈墊；3-尺標(biāo)；4-放大鏡；5-調(diào)整螺母；6-壓釘；7-橡膠板；8-扳機(jī)軸；9- 彈簧片；10-扳機(jī)；11-測尺；12槍殼；13-槍嘴；14-螺釘；15-保護(hù)帽；16-頂尖；17扳機(jī) 簧；18-卡簧片4. D-川型頂板動態(tài)儀D-川型頂板動態(tài)儀結(jié)構(gòu)如圖4-8，它是在KY-82型頂板動態(tài)儀基礎(chǔ)上加以改造制成的將KY-82型動態(tài)儀的百分表刻度盤換成了開有均布100個小孔的黑色圓盤 8,圓盤后面裝有一只發(fā)光二極管。當(dāng)活

11、桿（也稱伸縮桿）3移動時，齒條桿帶動圓盤旋轉(zhuǎn)，圓盤上小孔轉(zhuǎn)動到發(fā)光二極管處時，小孔將透出一束光線，每透光一次即意謂著頂?shù)装逑鄬σ苿?。02mm ,在圓盤的另一側(cè)裝有光電三極管、小孔透出的光直射光電三極管，三極管將導(dǎo)通而發(fā)出脈沖信息；小孔轉(zhuǎn)過發(fā)光二極管而未轉(zhuǎn)至下一個小孔時，光電三極因無光束照射將截止。再采用一種接收儀記錄光電三極管導(dǎo)通一一截止的次數(shù)，即可獲取此段時間內(nèi)的頂?shù)装逑鄬σ平?量。D 川型頂板動態(tài)儀與其它相應(yīng)儀器配合使用，可實(shí)現(xiàn)遙測。其使用高度為13m,最大量程300mm,辯別率0。02mm。第二節(jié)液壓式礦壓觀測儀器液壓式礦壓觀測儀器是根據(jù)液體不可壓縮原理，將支柱截荷或煤體應(yīng)力轉(zhuǎn)換成液壓

12、腔或液壓囊的液壓值。其測量元件有彈性管、波紋管、波登管及柱塞螺旋彈簧等。目前，用于礦 壓測量的液壓式儀器有：壓力表、液壓測力計(jì)和液壓自動記錄儀。一、壓力表壓力表結(jié)構(gòu)簡單，測量范圍寬，使用維修簡便，各類壓力表中，以彈簧式壓力表為主，其中又以單圈彈簧管應(yīng)用最廣。它的品種和規(guī)格都較齊全，外徑尺寸大部分在 60 250 mm精度等級一般為1%2,5%。隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，近年來出現(xiàn)了精密壓力表、超高壓壓力表、微壓計(jì)、耐高溫壓力表及特殊用途的壓力表 二、液壓測力計(jì)圖4-7 KY 82型頂板動態(tài)儀結(jié)構(gòu)示意圖1-頂蓋；2萬向接頭;3 壓桿；4-密封蓋;5 壓力彈簧；6-萬向接頭；7-齒條;8-微讀數(shù)刻線

13、 盤；9 指針；10刻度套管；11-有機(jī)玻璃罩 管；12-底錐；13粗讀數(shù)游標(biāo)；14-連接螺母;15- 內(nèi)管；16 卡夾套；17-卡夾；18-外管;19-帶孔圖4-8 D 川型頂板動態(tài)儀結(jié)構(gòu)圖1活動頂帽；2球形連接；3-伸縮桿；4-套筒；5-復(fù)位彈簧;6 光電裝換器；7- 百分表；8-帶孔小圓盤;9齒條桿；10 有機(jī)玻璃；11 集成電路數(shù)字式接收儀 器;12-帶刻度套筒；13指針1. HC型液壓測力計(jì)HC型液壓測力計(jì)（圖4-9）主要用于測定采掘工作面的支柱工作阻力。它有兩種規(guī)格：HC-45型適用于單體金屬支柱和液壓支柱；HC 25型適用于木柱和各種巷道支架。根據(jù)液體不可壓縮和各向同性的原理，當(dāng)

14、測力計(jì)的調(diào)心蓋4承壓時，使活塞3向下壓迫油體產(chǎn)生與支柱工作阻力相應(yīng)的油壓，壓力油經(jīng)管接頭7傳至壓力表，表的讀數(shù)即為支柱工作阻力或作用在支柱上的載荷。阻尼螺釘6的作用是防止突然卸載而損壞壓力表；排氣閥8是為注油時排放油缸及管路中的氣體而設(shè)置的。它的主要技術(shù)特征如表4-2。表4-2 HC型液壓測力計(jì)主要技術(shù)特征主要技術(shù)指標(biāo)單位HC-25 型HC-45 型額定承載能力kN250450最大承載油壓MPa31.857.3油缸直徑mm100100外徑mm146146最大偏心角(°661kN載荷的壓力表讀數(shù)1。271.27重量kg9202.ZHC型鉆孔油枕應(yīng)力計(jì)ZHC型鉆孔油枕應(yīng)力 計(jì)（圖410）

15、是測量煤（巖）體附加應(yīng)力的儀器，目前主要用于測定采煤工作面超前支承壓力、煤柱的穩(wěn)定性、巷道圍巖中支承壓力作用的范圍等。油枕由兩片枕殼對焊而成，在每片枕殼上用專用模具壓出R 3.5mm的橢圓形溝槽選用精度為11。5級、量程025MPa的普通壓力表，油枕與壓力表的連接管路采用紫銅管和無縫鋼管兩種， 前者用于淺孔，后者用于深孔.注油閥的結(jié)構(gòu)如圖4 11，用它將應(yīng)力計(jì) 與泵站接通，當(dāng)高壓油進(jìn)入閥體1,并達(dá)到一定壓力后，旋轉(zhuǎn)錐閥3,切斷泵與測量系統(tǒng)的油路油枕受煤、巖體的擠壓，油壓發(fā)生變化，從壓力表讀出煤、巖體中的應(yīng)力值。油枕在鉆孔中的安裝方式有充填式、預(yù)包式和雙楔式三種首先，在安裝儀器的地方，用電鉆或風(fēng)

16、鉆按設(shè)計(jì)深度鉆孔，再用壓風(fēng)或壓力水沖洗。如用充填式油枕時，把攪拌好的砂漿加適量水玻璃或速凝劑（三乙醇胺5%。，食鹽5%。），用送灰器送入孔內(nèi)，然后插入油枕， 待砂漿達(dá)到凝固強(qiáng)度后即可加初壓使用預(yù)包式油枕時，一般要求孔徑比包體外徑只能大2mm。使用雙楔式油枕時，鉆孔直徑為 3654mm。本儀器的主要技術(shù)特征如表4 3。表4 3 ZHC型鉆孔油枕應(yīng)力計(jì)主要技術(shù)特征主要技術(shù)特征單位數(shù)值油枕長度mm250油枕寬度mm43油枕厚度mm9.8額定內(nèi)壓MPa20枕殼厚度mm1.0壓力表量程MPa025測量精度%1 1.5重量kg0。63。錨桿拉力計(jì)錨桿拉力計(jì)是測量錨桿錨固力的儀器（圖4 12）。使用時，將拉

17、力計(jì)安裝在錨桿上，開啟千斤頂推動活塞伸出， 錨桿將間接地承受拉力。 當(dāng)錨桿的錨固力小于活塞的拉力時，錨圖4-9 HC型液壓測力計(jì)桿被拉出，此時壓力表的讀數(shù)不再上升，其值為千斤頂高壓腔的壓強(qiáng)。錨桿錨固力可用下式計(jì)算：T Sp（4 1）式中 T 錨桿的錨固力，kN;S 千斤頂活塞的面積,mm2;三、液壓自動記錄儀液壓自動記錄儀是測量并記錄液壓支架 體液壓支柱及各種液壓設(shè)備工作阻力變化的儀器1-油缸;2 壓蓋;3-活塞；4調(diào)心蓋；5-壓 單力表;6阻尼螺釘；7-管接頭；8排氣孔.由于它能夠自動記錄液體壓力的變化過p 壓力表讀數(shù)，MPa。程，故得到了廣泛應(yīng)用。圖410 ZHC型鉆孔油枕應(yīng)力計(jì)結(jié)構(gòu)圖1

18、排氣閥；2油枕；3-管路；4壓力表；5注油閥1. YTL-610型圓圖壓力記錄儀本儀器主要用來測量和記錄液壓支架和各種千斤頂?shù)膲毫ψ兓?。它可在圓形記錄紙上繪出支架p T特性曲線，即支護(hù)阻力 p在采煤循環(huán)過程中與時間 T的關(guān)系曲線。圖4-11注油閥結(jié)構(gòu)示意圖1-閥體；2-注油接頭；3-錐閥1-錨桿；2 鉆孔；3-絲杠;4拉力架支承體；5拉力架；6-千斤頂(1) 結(jié)構(gòu)與原理如圖4 13 所示，該儀器由測量和記錄兩大部分組成被測高壓液體 9進(jìn)入測量機(jī)構(gòu)的彈簧管 8后，使其自由端產(chǎn)生彈性位移，經(jīng)傳動杠桿放大后帶動記錄筆10,沿圓盤形記錄紙3半徑方向擺動，從而指示出壓力值，并把它記錄在記錄紙上。記錄紙固

19、定在 托紙盤上，由鐘表機(jī)構(gòu)驅(qū)動，每24h旋轉(zhuǎn)一周，因此，記錄紙上記錄的信息能夠反應(yīng)壓力p與時間T的關(guān)系.(2) 主要技術(shù)參數(shù).如表4-4所示.表4-4 YTL 610型圓圖壓力記錄儀技術(shù)特征表主要技術(shù)參數(shù)精度等級，級1。5 或 2。5測量范圍，MPa0100連續(xù)記錄時間，h24記錄紙旋轉(zhuǎn)速度，r/d1外形尺寸，mm272X125重量，kg6(3)儀器的使用與維護(hù)。本儀器是懸掛式儀表，具體操作步驟如下： 按動表門右側(cè)按鈕，打開表門。 安裝記錄墨水：用兩個孔的瓶塞塞住墨水瓶，一個孔中插入帶有毛細(xì)管的不銹鋼管,并在記錄紙上墊一紙片。先用手堵住瓶塞上的通氣孔，再擠壓墨水瓶，重復(fù)數(shù)次，直到記錄筆尖出現(xiàn)墨

20、水，并排除塑料管中的氣體。移動墊在記錄紙上的紙片，紙片應(yīng)劃有清晰線條。記錄墨水瓶的位置根據(jù)瓶中墨水多少而定，當(dāng)墨水較多時，墨水瓶應(yīng)往下調(diào)，反之則往上調(diào)，以免產(chǎn)生漏水和斷水現(xiàn)象。采用新型記錄紙和記錄筆的儀器（記錄筆不使用墨水），此步可略去。 按順時針方向上緊發(fā)條，旋出記錄紙，壓緊旋鈕（左螺紋）,將記錄紙插入托紙盤的三個導(dǎo)紙槽內(nèi)，鋪放平整后略擰緊旋鈕，逆時針方向轉(zhuǎn)動記錄紙，使記錄筆對準(zhǔn)時間刻度，隨后旋緊記錄紙的壓緊旋鈕，按下抬筆架。 調(diào)節(jié)記錄筆上的調(diào)整螺母，使筆尖對準(zhǔn)零位。 記錄筆對記錄紙的壓力可用記錄筆上的滾花螺母調(diào)節(jié)。此壓力不宜過大，以記錄筆在全刻度內(nèi)畫出清晰線條為準(zhǔn)。儀器應(yīng)定期清洗和維修。維

21、修過的儀器須經(jīng)調(diào)整和校驗(yàn)才能繼續(xù)使用檢驗(yàn)是在壓力泵上進(jìn)行的，采用標(biāo)準(zhǔn)表對比讀數(shù)法。所用標(biāo)準(zhǔn)表的誤差應(yīng)小于被檢表基本誤差的三分之一圖413 YTL 610型圓圖壓力自記儀a壓力自記儀外形圖；b壓力自記儀測量結(jié)構(gòu)簡圖1-調(diào)零螺絲；2-滾花螺母;3-圓盤形記錄紙；4高壓管接頭；5、6、7-杠桿；8彈簧管；9高壓液體；10記錄筆；A、B-拉桿該儀器測量機(jī)構(gòu)原理如圖 4-13b。桿5、7和拉桿A用于粗調(diào)，桿6和拉桿B用于微調(diào). 當(dāng)桿5、7長度減小，桿6長度增加時，示值將均勻增加，反之則減小當(dāng)拉桿A、B加長時， 示值將先大后小，反之則先小后大。2. YSZH1型液壓支架壓力下縮自記儀YSZ-1型液壓支加壓

22、力下縮自記儀（圖4-14）是測量支柱工作阻力和活柱下縮量的聯(lián)合記錄儀器，用以分析支架的剛度變化，即在頂板壓力作用下，支架阻力變化與活柱下縮量的的關(guān)系它適用于各種架型的液壓支架，可在有瓦斯煤塵爆炸危險的礦井和相對濕度為95%的條件下使用。壓力記錄部分：立柱工作阻力的記錄是通過安裝在儀器底部的壓力傳感器（圖415）實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)被測介質(zhì)進(jìn)入壓力傳感器時，在高壓液體推動下，標(biāo)桿6克服彈簧4的張力，沿底座7的導(dǎo)向孔作直線移動 。標(biāo)桿的最大位移量為 20mm.標(biāo)桿帶動四連桿放大機(jī)構(gòu)， 使記錄筆作相應(yīng)的移動，并在記錄紙上畫出壓力值。圖4-14 YSZ 1型液壓支架壓力下縮自記儀結(jié)構(gòu)原理圖1-壓力傳感器；2-快

23、速接頭；3底盤;4-調(diào)節(jié)螺釘；5-制動彈簧；6四連桿放大機(jī)構(gòu) 7- 自記鐘；8-防塵蓋；9 頂盤;10 上軸套；11-活桿組；12-上夾板;13-靜機(jī)殼；14制動 閘帶；15-滑動塊；16 導(dǎo)向桿；17-松閘油缸；18-復(fù)位彈簧；19下軸套；20槽鋼；下縮量記錄部分：測量時，活桿與液壓支架活柱聯(lián)成一體，當(dāng)活柱在壓力作用下下縮時， 帶動活桿向下移動。由于制動彈簧的作用 ，使制動閘帶與活桿間有足夠大的摩擦力，隨著活 桿的移動，制動器帶動記錄筆，在記錄紙上記下活柱下縮量。當(dāng)液壓支架降柱時，松閘油缸在高壓液體作用下，克服制動彈簧的張力推動制動門軸，使制動閘帶與活柱分離制動閘帶在復(fù)位彈簧作用下復(fù)位。等移

24、架結(jié)束后，儀器又處于正常 記錄狀態(tài)，開始記錄下一循環(huán)的壓力與下縮量儀器的安裝：利用儀器附設(shè)的鋼帶安裝在被測立柱上活桿與支架活柱相連接；壓力傳感器與立柱控制閥的高壓腔接通儀器還附有標(biāo)準(zhǔn)快速三通接頭，國產(chǎn)液壓支架可以直接使用。對于進(jìn)口的液壓支架，可以根據(jù)接頭尺寸，自行制造過渡接頭.YSZ 1型液壓支架壓力下縮自記儀的安裝如圖 4 16。該儀器主要技術(shù)特征如表 4-5。圖4 15壓力傳感器原理圖1接頭；2外套；3-調(diào)節(jié)螺栓；4-彈簧；5-彈簧螺頭；6-標(biāo)桿；7底座圖4-16 YSZ-1型液壓支架壓力下縮自記儀安裝示意圖610-1-活柱；2-懸臂梁；3-活桿；4-降柱進(jìn)油孔;5-柱體;機(jī)體；7鋼帶；8

25、 松閘油缸；9壓力傳感器；控制閥；11-升柱進(jìn)油孔；12-操縱閥表4 5 YSZ 1型液壓支架壓力下縮自記儀技術(shù)特征表主要技術(shù)指標(biāo)誤差壓力量程0 60MPav 5 %下縮量程080mm0。5%連續(xù)記錄時間24hv 0.5h第二節(jié)振弦式礦壓觀測儀器振弦式觀測儀器是根據(jù)鋼弦在不同張力作用下，具有不同的固定頻率這一原理研制的 鋼弦在張力T作用下，其固有頻率為：(42)式中f -鋼弦固有頻率；L 鋼弦的長度；T作用在鋼弦上的張力；-鋼弦的線密度振弦式觀測儀器由鋼弦壓力盒和鋼弦頻率接收儀兩部分組成鋼弦壓力盒是將外載轉(zhuǎn)換為鋼弦頻率的傳感器鋼弦頻率接收儀是收集顯示鋼弦頻率的數(shù)字式頻率計(jì)。一、鋼弦壓力盒的工作

26、原理目前使用的鋼弦壓力盒有煤炭科學(xué)研究總院北京開采所研制的YLH系列和山東礦業(yè)學(xué)院設(shè)計(jì)的GH系列（由湘潭無線電總廠制造）這兩個系列的鋼弦壓力盒都是雙線圈自激型， 其工作原理基本相同。下面以 GH 50型鋼弦壓力盒為例介紹其工作原理（圖 4-17）當(dāng)壓力P通過導(dǎo)向球面蓋1作用在工作膜3時，工作膜產(chǎn)生微小撓曲，使兩鋼弦柱4外張產(chǎn)生微小的角位移而張緊鋼弦6，使弦的固有頻率 f升高。p越大f愈高。此時測出鋼弦的振動頻率 f，便可以從鋼弦壓力盒率定曲線（ p f曲線）或率定表中查得作用在壓力盒上的載荷 P 液壓鋼弦壓力盒與此原理相同，只不過是將液體通過接頭引入加壓 腔對工作膜加載，例如：在自移式液壓支架

27、上使用的壓力盒，通過快速接頭與液壓支架立柱高壓腔連通；使用在單體液壓支柱上的壓力盒，則通過它本身的特殊接頭與外注式單體液壓支柱三用閥相連使用壓力盒進(jìn)行壓力觀測時，查其率定表或率定曲線的方法雖簡單，但并不快；況且當(dāng)溫度等因素發(fā)生變化時，其零頻也發(fā)生相應(yīng)變化，對零頻漂移的修正比較困難（因P f曲線為二次拋物線型）。采用含有零頻漂移修正的公式（4-3）進(jìn)行計(jì)算，可解決上述問題。P A(f2 f°2) B(f f°)式中f°-壓力盒零頻，HzB與壓力盒自身特性有關(guān)的常數(shù)，其中A (f1 f°) P"怙) f1 )( f2 f°)(f1 f。)

28、(4-4 a)B A(f1fo) Pi (fi fo)(4-4b )f2 -壓力盒率定曲線或率定表中的實(shí)測頻率，Hz;Pi、p2 -與 f1、f2相對應(yīng)的作用在壓力盒上的載荷,kN。.例如 GH 50型量程P1P2 2 200 kN.在計(jì)算選點(diǎn)時，應(yīng)使零頻載荷在接近滿量程范圍內(nèi)均勻分布490kN，金屬摩擦支柱最大工作阻力為350400 kN，故取p2 400kN ,對鋼弦式傳感器除要求設(shè)計(jì)合理、熱處理良好外，正確地率定對于保證其精度具有重要意義。試驗(yàn)表明：經(jīng)過良好熱處理、具有較高性能的合金鋼，即使在應(yīng)力遠(yuǎn)低于彈性極限的 情況下仍會產(chǎn)生塑性變形。為消除鋼弦式傳感器在使用中產(chǎn)生的塑性變形，對其反復(fù)

29、多次加載到滿量程（甚至適量超量程） 進(jìn)行老化是有效的，老化到穩(wěn)定以后的數(shù)據(jù)方可使用；對質(zhì)量合格的壓力盒，放置越久加載次數(shù)越多其性能越穩(wěn)定，故應(yīng)以最后數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。二、鋼弦頻率接收儀鋼弦頻率接收儀也稱為頻率計(jì)，與鋼弦壓力盒配套使用，稱為礦壓儀或測壓儀，可用于瓦斯和煤塵煤炸危險的礦井、是目前礦用測壓儀中精度和靈敏度最高的一類產(chǎn)品鋼弦頻率接收儀實(shí)質(zhì)上是一臺簡易的數(shù)字頻率計(jì)，下面介紹GSJ-1型鋼弦頻率接收儀與GH系列鋼弦壓力盒配合使用測量支柱載荷的工作原理。GSJ-1型頻率計(jì)讀數(shù)窗口為紅色發(fā)光二極管四位數(shù)字顯示器，壓力盒插頭接頻率計(jì)的五芯插座，中間三芯插座為儀器內(nèi)鎳鎘蓄電池充電插座。 另外還有兩只按鈕，

30、 最外側(cè)的為關(guān)斷 按鈕，靠里側(cè)的為啟動按鈕。其工作原理如圖 418,主要技術(shù)特征見表 4-6。按啟動按鈕接通電源后，各電路開始工作。壓力盒中鋼弦的微小振動在感應(yīng)磁頭線圈 中產(chǎn)生一正弦感應(yīng)電動勢， 其輸出電壓經(jīng)激發(fā)器放大上萬倍并微分后形成雙尖脈沖輸給激發(fā) 磁頭線圈改變其吸力。當(dāng)接線相位正確時，鋼弦移近則吸力加強(qiáng)，而當(dāng)鋼弦彈開時則吸力減弱，如同同步撥弦一樣使弦的振動加強(qiáng)。由于每秒內(nèi)鋼弦振動 700次以上，于是每秒內(nèi)鋼弦振動被加強(qiáng)1400次以上，故鋼弦迅速起振，同時輸出同頻率的電信號給四位數(shù)字頻率計(jì)檢測 顯示頻率計(jì)按以下程序工作：先清零1.0s,再計(jì)算1.0s,所記數(shù)字即鋼弦振動的頻率，顯示2s后開

31、始下輪工作圖4-17 GH-50型鋼弦壓力盒結(jié)構(gòu)示意圖1-導(dǎo)向球面蓋；2橡膠墊；3-工作膜；4-鋼弦柱；5 O型密封圈;6鋼弦;7-激發(fā)磁頭;圖4-18 GSJ 1型頻率計(jì)工作原理框圖8 感應(yīng)磁頭；9后蓋；10-電纜接頭；11 電纜插頭；12鋁座；13-護(hù)罩表46 GSJ-1型鋼弦頻率接收儀技術(shù)特征表技術(shù)特征參數(shù)適用鋼弦類型?0。25長40mm以下各種鋼弦（含不銹鋼弦）頻率范圍5003000Hz頻率誤差± 1Hz（1000Hz以下，每100m低12Hz, 1000Hz以上基本無誤差）激發(fā)距離0300m雙鉸線或小于100m的任何四芯線激發(fā)時間v 2s（含輔助激發(fā)1s）電源6V400mA

32、有GNY-0。45六節(jié)串聯(lián)供電，充電一次可連續(xù)供電4h以上儀器重量1kg體積190mrriX 103mm x 45mm防爆類型安全火花型（即本質(zhì)安全型）第四節(jié)礦壓遙測儀礦壓遙測儀測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對礦壓觀測的遠(yuǎn)程控制，其精度、靈敏度均高，做到了數(shù) 據(jù)采集自動化，數(shù)據(jù)處理程序化 ，計(jì)算結(jié)果圖表化第五節(jié)其它礦壓觀測儀器簡介一、電阻應(yīng)變式檢測儀電阻應(yīng)變式檢測儀是利用電阻應(yīng)變片及電阻應(yīng)變式傳感器對煤巖）體及支護(hù)設(shè)備、構(gòu)件等進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析，以提供有關(guān)的礦壓顯現(xiàn)數(shù)據(jù)電阻應(yīng)變法測量是將作為敏感元件的電阻應(yīng)變片粘貼在被測試的物件或?qū)Ｓ脗鞲衅鲝椥栽砻?，根?jù)所測參數(shù)種類、特點(diǎn)和大小確定粘貼應(yīng)變片的規(guī)格、數(shù)量 位

33、置和方向。隨著構(gòu)件或彈性元件受力變形，應(yīng)變片的敏感柵也產(chǎn)生相應(yīng)的變形，使其阻值發(fā)生變化且電阻 的變化與構(gòu)件表面的應(yīng)變成定比例電阻應(yīng)變片阻值發(fā)生變化，則測量電橋輸出的信號也隨之變化。測量電橋輸出的信號輸入應(yīng)變儀的前置放大器放大后，再經(jīng)過適當(dāng)變換 如相敏整流或A/D轉(zhuǎn)換等），最后可顯示出測量結(jié)果，即構(gòu)件或彈性元件的應(yīng)變值。圖4 21為數(shù)字應(yīng)變儀測量原理框圖。圖4-21數(shù)字應(yīng)變儀測量原理框圖電阻應(yīng)變式檢測儀測量機(jī)構(gòu)關(guān)鍵元件是電阻應(yīng)變片，電阻應(yīng)變片（圖4 22）的結(jié)構(gòu)因用途不同也不完全相同敏感柵是電阻應(yīng)變片中把應(yīng)變量變換成電阻變化量的關(guān)鍵部件，是用金屬或半導(dǎo)體材料制成的單絲或柵狀體。電阻應(yīng)變片的規(guī)格（

34、指同一種結(jié)構(gòu)）有60Q, 120Q, 300 Q, 500Q,及1000Q,其中120 Q為常用應(yīng)變片典型的四臂測量電橋如圖4 23。E為所加的電源，R2、R3和R4為四個橋臂電阻。若R R2 R3 R4,則稱為等臂電橋，此時電橋平衡，B、D兩點(diǎn)電位相等， u 0。 若電阻R變?yōu)镽 R1 ,其它三個橋臂電阻不變，此時電橋失去平衡.適當(dāng)調(diào)整 R2、R3和 R4，可使電橋再一次達(dá)到平衡，若測量出 R2、R3和 R4的變化量，根據(jù)比例關(guān)系， 即可算出R的變化量。如果R為電阻應(yīng)變片，并把它粘在測試構(gòu)件或彈性元件的表面 ，則由應(yīng)變一電阻效應(yīng)可知，當(dāng)構(gòu)件或彈性元件受力變形時電阻應(yīng)變片的阻值也會發(fā)生相應(yīng)變化

35、 ，并通過測量電橋以電信號的形式反映出來只有一個橋臂為電阻應(yīng)變片的電橋稱為四分之一橋，所有橋臂全為電阻應(yīng)變片時稱為全橋。如果設(shè)計(jì)不同形式和結(jié)構(gòu)的彈性元件，在彈性元件上粘貼應(yīng)變片 使其產(chǎn)生的應(yīng)變電信號與某一物理量相對應(yīng)，這樣就可制成各種各樣的應(yīng)變式傳感器，如荷重傳感器、壓力傳感器等。圖4-22電阻應(yīng)變片結(jié)構(gòu)1敏感器；2引線；3-粘結(jié)劑；4蓋層；5-圖4-23典型的四臂電橋測量電橋輸出的電信號是微弱的,使用普通的儀表不能檢測，因此，在電阻應(yīng)變式檢測儀中應(yīng)裝有高質(zhì)量的數(shù)據(jù)放大器，電信號經(jīng)過放大器放大后，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）才能在顯示屏上顯示出來。、超聲檢測儀目前國內(nèi)外用超聲對巖體、混凝土等非金

36、屬體進(jìn)行各種參數(shù)測定的儀器種類很多，并各具特色。但從儀器的檢測原理來講，基本上可分為兩類：一是直接測量縱波速度變化的直讀 式超聲檢測儀；二是監(jiān)視波型，分析橫縱波并讀出其波速的超聲檢測儀。前者體積小，重量輕,便于攜帶，使用方便。后者因具有波形顯示及人工讀數(shù)等功能，測量數(shù)據(jù)比前者更可靠 除測得波速以外，還能進(jìn)行橫、縱波的振幅、頻率及相位等分析，但這類儀器使用起來比較 復(fù)雜，需具有一定的專業(yè)知識的操作者才能熟練地掌握。巖體及混凝土的測試大多利用儀器人為地激發(fā)（超）聲波，使巖體（或混凝土）中產(chǎn)生彈性應(yīng)力波的傳播，然后在巖體（或混凝土 ）的某些部位接收，將該彈性波放大顯示，并對其 各參量進(jìn)行分析研究。這

37、類儀器首先需要有一種能夠?qū)㈦娔芰哭D(zhuǎn)換為機(jī)械振動能量和將機(jī)械 振動能量再轉(zhuǎn)化為電信號的器件 ，即換能器。該類設(shè)備（即超聲波檢測儀）利用發(fā)射換能器 向巖體或混凝土提供機(jī)械振動信號，即超聲波；再利用接收換能器將接收到的聲信號轉(zhuǎn)化成電信號又提供給該設(shè)備。這樣，檢測儀通過發(fā)射換能器與巖體或混凝土耦合，信號經(jīng)巖體或混凝土后又經(jīng)接收換能器傳回到儀器，構(gòu)成了一個完整的封閉系統(tǒng)（圖424）。超聲檢測儀中換能器是整個設(shè)備中至關(guān)重要的元件，它的性能直接關(guān)系到測試工作的 質(zhì)量。一般來講，能夠完成電一機(jī)轉(zhuǎn)換或機(jī)一電轉(zhuǎn)換的方式很多，如動圈式換能器、磁致伸縮式換能器和壓電式換能器。目前在巖體及混凝土聲學(xué)測試技術(shù)中，一般采用

38、壓電式換能器。根據(jù)發(fā)射換能器和接收換能器的個數(shù)，超聲檢測儀分為：一發(fā)單收型，即FS型；一發(fā)雙收型，即FSS型國內(nèi)使用超聲測試的檢測儀有圍巖裂隙探測儀、SYC 2型超聲波巖石參數(shù)測定儀和MB-1型超聲波鉆孔檢測儀這些檢測儀均采用一發(fā)雙收（FSS）型轉(zhuǎn)換器。第五章 采煤工作面“三量”觀測第一節(jié)概述采煤工作面礦山壓力觀測就是利用各種觀測儀器或工具，對工作面及四周圍巖的應(yīng)力、頂?shù)装遄冃闻c破壞、支柱壓縮與載荷、煤壁片幫、支架變形與折損等宏觀礦壓顯現(xiàn)量進(jìn)行測量與記錄，通過整理分析，從而掌握采煤工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，并以此指導(dǎo)生產(chǎn)。 一、采煤工作面礦壓觀測的目的和任務(wù)1987年煤炭工業(yè)部頒發(fā)的 煤炭工業(yè)技術(shù)政

39、策 第39條“礦山壓力測量”中規(guī)定：“各 礦區(qū)對采煤工作面和井巷進(jìn)行礦壓觀測，根據(jù)巖層性質(zhì)、頂板壓力、頂板下沉量和下沉速度、放頂步距、周期來壓等數(shù)據(jù)，逐步摸清本礦區(qū)的礦壓規(guī)律，制定本礦區(qū)的頂板分類標(biāo)準(zhǔn)。作 為采區(qū)設(shè)計(jì)、巷道布置、設(shè)備選型、支護(hù)設(shè)計(jì)、頂板控制的依據(jù)”這就在原則上闡明了采煤工作面礦山壓力觀測的目的和任務(wù)。具體說來，采煤工作面礦壓觀測的主要目的和 任務(wù)如下：(1) 掌握采煤工作面上覆巖層運(yùn)動規(guī)律,圍巖與支架的相互作用關(guān)系，并進(jìn)行頂板來壓的預(yù)測預(yù)報 .(2) 對采煤工作面直接頂進(jìn)行分類、基本頂進(jìn)行分級和底板進(jìn)行分類，為工作面架型選 擇和合理支護(hù)參數(shù)的確定提供可靠依據(jù) .(3) 對采煤工

40、作面所使用的支護(hù)設(shè)備及采煤機(jī)械的可靠性和適應(yīng)性進(jìn)行評定，以便生產(chǎn)廠家改進(jìn)、更新、設(shè)計(jì)更加可靠的支護(hù)設(shè)備和采煤機(jī)械。(4) 確定采動影響范圍及支承壓力分布變化規(guī)律。例如：煤柱尺寸的確定；巷道斷面形 狀、規(guī)格及支護(hù)參數(shù)的確定；工作面超前支護(hù)距離的選擇等,都需要該方面的觀測結(jié)果。1987 年 8 月煤炭工業(yè)部頒發(fā)的煤礦生產(chǎn)技術(shù)管理工作的若干規(guī)定第二章“現(xiàn)場管 理”第九條四款中規(guī)定 :“每個采掘工作面要根據(jù)本煤層和鄰近采區(qū)的地質(zhì)測量資料和礦壓 觀測資料，包括頂板來壓規(guī)律、下沉量、下沉速度、壓力值等 ,確定采掘工作面的頂板控制 方法、 支護(hù)方式，作為編制采、 掘作業(yè)規(guī)程的依據(jù)。凡是沒有頂板觀測資料而制定

41、的作業(yè)規(guī) 程，不得審批。新投產(chǎn)礦井、新開采煤層應(yīng)在生產(chǎn)中逐步積累礦壓觀測資料” 。這就充分說 明了礦山壓力觀測的重要性及在煤礦生產(chǎn)中的地位。二、礦壓觀測的進(jìn)程安排(一) 測前準(zhǔn)備( 1)制定觀測計(jì)劃 .根據(jù)觀測工作面的地質(zhì)狀況和生產(chǎn)技術(shù)條件，分析推斷觀測過程中可能遇到的問題，制定詳細(xì)的觀測計(jì)劃，包括觀測的目的、內(nèi)容及觀測要求、測區(qū)布置、觀 測儀器與工具、人員配備與分工組織等 .(2) 人員培訓(xùn)。礦壓觀測組一般應(yīng)由12名采煤技術(shù)員具體負(fù)責(zé)組織工作，測工以78名為宜。應(yīng)對測工進(jìn)行考核，擇優(yōu)錄用 .其條件是：具有初中以上文化程度，不少于2年以上采煤工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ，責(zé)任心強(qiáng)，身體素質(zhì)較好。觀測前，應(yīng)對

42、參加觀測的人員進(jìn)行統(tǒng) 一培訓(xùn)，學(xué)習(xí)有關(guān)的礦壓理論和礦壓觀測方法，明確觀測的目的、任務(wù)及觀測要求，熟悉觀測儀器結(jié)構(gòu)、工作原理、性能及操作方法。( 3)儀器設(shè)備的檢修與調(diào)試。 根據(jù)觀測要求和現(xiàn)有的設(shè)備狀況， 確定本次觀測所使用儀 器的型號和數(shù)量 ，并逐一進(jìn)行檢修與調(diào)試，確保井下安裝使用正常。(4)印制各種觀測記錄表和日常觀測數(shù)據(jù)整理表及圖紙。(二) 現(xiàn)場觀測和日常資料整理 根據(jù)觀測的內(nèi)容和目的，采煤工作面礦壓觀測一般有兩種方式，即綜合觀測和專項(xiàng)觀 測。綜合觀測是從開切眼起， 分班連續(xù)觀測采煤工作面礦壓顯現(xiàn)參數(shù)， 直至第三次周期來壓 以后為止 .有時也可分 23 個以上階段觀測，每個階段的時間應(yīng)包括

43、次周期來壓.來壓不明顯時，也不應(yīng)少于 100 個正規(guī)循環(huán)。專項(xiàng)觀測是為查明影響礦壓顯現(xiàn)的因素或研究單項(xiàng)礦壓課題，如推進(jìn)度、落煤、放頂對頂?shù)装逡平康挠绊懙龋?可從某一時刻開始進(jìn)行礦壓觀測， 當(dāng)達(dá)到預(yù)期目的時即可結(jié)束。 這 項(xiàng)工作多根據(jù)具體情況，與綜合觀測穿插進(jìn)行。礦壓觀測的第一手資料來自測工，觀測工作的成功與否主要取決于觀測資料的準(zhǔn)確性。 因此，必須要求測工做到以下幾點(diǎn) :(1) 明確所觀測數(shù)據(jù)的用途。測量最有代表性的數(shù)據(jù)，即最能為觀測目的服務(wù)的數(shù)據(jù)。(2) 觀測的數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確 ，盡量保證數(shù)據(jù)的精度。所測數(shù)據(jù)必須是客觀事實(shí)的反映，是科學(xué) 的、可信的 .觀測數(shù)據(jù)要“寧缺勿濫 "。(3)

44、觀測數(shù)據(jù)必須在井下及時記錄，字跡要清晰，嚴(yán)格按規(guī)定的表格填寫。(4) 連續(xù)觀測時，要嚴(yán)格執(zhí)行井下交接班制度，要及時向負(fù)責(zé)同志匯報發(fā)現(xiàn)的問題，如儀器工作不正常，頂?shù)装迩闆r異常等，以便及時處理與解決(三) 總結(jié)工作現(xiàn)場觀測完成一個階段或完成一個工作面的觀測后，要及時進(jìn)行整理、分析和總結(jié)。要在平時資料整理的基礎(chǔ)上， 對所觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的整理，按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分析， 對各項(xiàng)內(nèi)容按不同地質(zhì)和生產(chǎn)技術(shù)條件進(jìn)行對比找出各礦壓參數(shù)之間及礦壓參數(shù)與地質(zhì)及生產(chǎn)技術(shù)因素之間的關(guān)系，闡述所觀測工作面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，并以此提出改善頂板控制或改進(jìn) 支架的措施，匯總寫成礦壓觀測報告。采煤工作面礦壓觀測有：頂?shù)装逡平坑^

45、測；活柱下縮量觀測；支柱載荷量觀測；頂 板狀況統(tǒng)計(jì)觀測；上覆巖層移動狀況觀測；圍巖支承壓力分布觀測等。前三個觀測項(xiàng)目一般稱為“三量"觀測，是采煤工作面礦壓觀測的核心，本章將加以重點(diǎn)介紹。其余觀測項(xiàng)目將在下一章中闡述。第二節(jié)頂?shù)装逡平亢突钪驴s量觀測一、觀測區(qū)及觀測線的布置采煤工作面“三量"觀測的測線、測區(qū)的布置應(yīng)統(tǒng)一安排，一般根據(jù)觀測項(xiàng)目、目的而定.為降低觀測費(fèi)用，便于集中管理 ，盡量做到以最少的測區(qū)、測線，完成預(yù)定的觀測任務(wù)對于頂?shù)装鍫顩r變化較大，采高變化也較大的采煤工作面，一般可設(shè)上、中、下三個 測區(qū)。中部測區(qū)設(shè)條觀測線，觀測項(xiàng)目要全因中部測區(qū)受兩端煤柱及開采情況影響

46、較小，其礦壓顯現(xiàn)量具有代表性，故為重點(diǎn)測區(qū)。上、下兩測區(qū)可分別設(shè)置12條觀測線。上、下測區(qū)距區(qū)段平巷護(hù)巷煤柱的距離應(yīng)大于15m，觀測項(xiàng)目可酌情而定。 如采煤工作面頂?shù)装鍫顩r和采高沒有顯著變化，也可只設(shè)中部測區(qū)，適當(dāng)增加觀測線數(shù)目即可。采煤工作面“三量” 觀測測區(qū)、測線及測點(diǎn)布置可參照圖51.遠(yuǎn)輸疋巷圖5-1采煤工作面“三量”觀測測區(qū)測線布置圖a-綜采工作面；b 單體支柱工作面；o 平衡千斤頂自記儀；-活柱下縮支柱載荷；8-壓力自記儀及標(biāo)點(diǎn)；x頂?shù)装逡平炕c(diǎn)；一架號、基點(diǎn)的設(shè)置與儀器的安裝觀測頂?shù)装逡平亢鸵平俣仁褂玫膬x器有DDJ 2.5型測桿、KY-82頂板動態(tài)儀、C2型自記儀測量頂?shù)装逡?/p>

47、近量和移近速度時， 必須在頂?shù)装逯邪苍O(shè)牢固的基點(diǎn) ，這是觀測成敗的關(guān)鍵基點(diǎn)的安設(shè)方法是：先用電鉆在頂?shù)装宕蜓?，眼?00300mm (注意：頂?shù)装迳厦恳粚c(diǎn)的連線應(yīng)與頂?shù)装宕怪?，在孔眼內(nèi)楔入事先準(zhǔn)備好的長150200mm的木樁,外露端釘入一個鐵釘， 釘尾即作為觀測基點(diǎn) (圖52a)。基點(diǎn)最好在煤壁處開始設(shè)置 ，特別 是綜采，基點(diǎn)必須設(shè)在煤壁處，且位于兩架之間的縫隙。如果頂板破碎時，應(yīng)先將浮矸挑 掉，再打眼設(shè)點(diǎn)，并適當(dāng)加大眼深和木樁長度。若采高較大時，可用鐵錘將400600mm長 的六 棱釬打入頂板作基點(diǎn)(圖 5-2b )。當(dāng)頂板堅(jiān)硬穩(wěn)定時，頂板基點(diǎn)也可用油漆或水玻璃 等標(biāo)明，但底板基點(diǎn)仍按

48、上述方法安設(shè)觀測期間，當(dāng)頂?shù)装逡平炕c(diǎn)被破壞、丟失或被支架遮蓋時，必須及時補(bǔ)設(shè)基點(diǎn)安設(shè)完畢后，應(yīng)將觀測儀器及時安裝在頂?shù)装寤c(diǎn)上。儀器安裝、使用及回撤時 應(yīng)注意以下事項(xiàng)：(1) 根據(jù)采高，先將選配好接長桿的測桿或動態(tài)儀底部尖端對準(zhǔn)底板基點(diǎn)，然后手握活 桿壓縮彈簧豎直并緩慢松開活桿，將儀器安裝在頂、底板基點(diǎn)之間 (2) 若采高大于2m時應(yīng)用鐵絲將儀器綁固在兩棵支柱之間，以防碰倒摔壞。(3) 拆卸儀器時，應(yīng)手握活桿下壓，取下測桿或動態(tài)儀后緩慢松開活桿切勿突然松手，以防彈力將指針、齒輪、齒條損壞。(4 )儀器本身具有一定的防銹能力，但井下淋水往往具有一定的腐蝕性，故使用一段時間后，視其情況拿到地面

49、用機(jī)油清洗，并涂適量黃油進(jìn)行保養(yǎng)，確保各部件運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，以延長使用壽命。三、觀測方法與記錄1. 頂?shù)装逡平康挠^測與記錄儀器安設(shè)好后，首先讀取初讀數(shù)，以后要按時觀測。一般每隔12h觀測一次。綜采工作面在移架前、后必須各觀測一次。從測桿或頂板動態(tài)儀安設(shè)時起，觀測到測點(diǎn)靠近采空區(qū)報廢為止，各次觀測的讀數(shù)記錄在表51中。使用掩護(hù)式液壓支架的工作面 ，最好將測線兩邊支架的側(cè)護(hù)板收回，以保護(hù)基點(diǎn)免遭破壞。遇到特殊情況不能連續(xù)觀測時，只能觀測頂?shù)装逖h(huán)移近量，一般在移架后，下一循環(huán)移架前和再移架后各觀測一次單體支柱工作面測點(diǎn)的間距與支柱的排距相對應(yīng)，觀測頂?shù)装逡平繒r，要同時觀測和記錄活柱下縮量、柱帽 壓縮

50、量(或頂梁鉆入頂板量 )、支柱插入底板量和支柱載荷，測量結(jié)果一并記入表5 2。表5-1 a支撐式液壓支架工作面礦壓“三量”觀測記錄表工作面：月日班觀測人：架號工序采高m至 煤 壁 距 離m頂?shù)装逡平孔x數(shù)mm左前柱右前柱左后柱右后柱前梁短柱備注1號2號下縮mm壓力MPa下縮mm壓力MPa下縮mm壓力MPa下縮mm壓力MPa壓力MPa夾角(°)表5 1 b掩護(hù)式液壓支架工作面礦壓“三量”觀測記錄表工作面：月日班觀測人：架號工序采高m至 煤 壁 距 離頂?shù)装逡平孔x數(shù)mm左柱右柱平衡千斤頂備注1號2號壓力MPa下縮夾 角(°)壓力MPa下縮夾 角(° )壓力MPa伸岀

51、量夾 角(°)mmmmmmm四、活柱下縮量的觀測活柱下縮量的觀測一般與頂?shù)装逡平坑^測同時進(jìn)行。表5-2單體支柱工作面礦壓“三 ”觀測記錄表工作面：月日班觀測人：測占八、 編 號時間（時、分、秒）測點(diǎn)位置頂?shù)装逡平孔x數(shù)mm柱帽壓縮量mm壓入底板量mm支柱下縮量mm支柱載荷kN測 力 計(jì) 號備注（生 產(chǎn)工序等）距煤壁m距老塘m讀數(shù)時要注意前后兩次讀數(shù)是否正常。若出現(xiàn)異常，要查明原因，重新測讀，或用鄰近測點(diǎn)的讀數(shù)校正井下交班時，要將本班最后一次的讀數(shù)留給下一班，以便觀測時核對。2. 頂?shù)装逡平俣鹊挠^測與記錄使用KY- 82型頂板動態(tài)儀或帶測速指示器的測桿觀測頂?shù)装逡平俣葧r，要用秒表

52、或手表計(jì)時，無工序影響時，觀測時間間隔為310min。觀測頂?shù)装逡平颗c工序的關(guān)系時，一般由23人共同完成計(jì)時和記錄動態(tài)儀讀數(shù) 1人，記錄割煤、移架或回柱放頂至測點(diǎn)距離12人觀測工序?qū)數(shù)装逡平俣鹊挠绊憰r，應(yīng)從這些工序距測點(diǎn)較遠(yuǎn)處，即影響不明顯的地方開始，觀測到影響消失時為止。觀測范圍一般取割煤或移架（回柱放頂）距測點(diǎn)左、右各30m.觀測讀數(shù)的時間間隔應(yīng)隨工序的逼近而縮短，一般可取 31min，直至30s。觀測數(shù)據(jù)記入表 5-3中，將割煤（或放炮）、移架（或 回柱放頂）的進(jìn)度（每隔12架或12節(jié)刮板輸送機(jī)或12m）和時間計(jì)入表 54中.表53采煤工作面頂?shù)装逡平俣扔^測記錄表工作面:月 日 班觀測人:觀測時間（時、分、秒）測點(diǎn)編號測點(diǎn)至煤壁距離m頂?shù)装逡平孔x數(shù)mm頂?shù)装逡平縨m移近速度mm/h測點(diǎn)至工序進(jìn)行處的距離m備注（正在進(jìn)行的