煤礦錨桿錨索應力傳感器是煤礦井下巷道支護監測的核心設備,專門用于實時監測錨桿、錨索的軸向受力情況,以此判斷支護結構的穩定性,提前預警支護失效風險,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變式GPD450M采用高精度應變測量技術,錨桿錨索受力時會帶動傳感器內應變體變形,應變計將變形量轉化為電壓信號,再經變送器轉換為可傳輸的通訊信號,最終換算出應力值。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,依據頻率與力值的線性關系換算實時受力值。無線集成式GMY400W融合集成 AD 芯片與高精度應變技術,內置電池供電,通過 433MHz 頻段實現無線數據通訊,無需復雜布線,可長期連續監測,適配井下復雜布線困難的場景。關鍵技術參數不同型號參數存在差異,以下是主流產品的典型參數:
量程:常規量程覆蓋較廣,如 GPD450M 量程 0 - 450KN,GMY400W 量程 400KN,而部分數顯式錨索測力計量程可達 0 - 5000kN,適配不同規格錨桿錨索。
精度:精度普遍較高,如 GMY400W 誤差為 2.0% FS,高端數顯款測量精度可達 ±0.25% FS,分辨率更是低至 0.01kN,能捕捉微小力值波動。
適配環境:多為礦用本安型設計,可用于含瓦斯等爆炸性氣體的井下環境;部分產品防護等級達 IP68,耐水壓≥1MPa,能適應井下潮濕、腐蝕性環境。
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,藍牙版數顯測力計空曠環境下傳輸距離≥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據通訊分站接線盒按顏色對應連接。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,安裝后完成設備配對即可啟動監測,定期檢查電池電量即可保障長期運行。
調試與維護:通電后確認分站能正常巡測到傳感器數據;每季度需檢查設備接觸面、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。
核心應用價值該傳感器可實時追蹤錨桿錨索受力變化,當應力值異常升高或驟降時,能及時反饋支護結構的松動、失效等問題,為工作人員調整支護方案提供數據支撐。同時,其存儲和回傳的歷史數據,還可用于分析巷道頂板壓力規律,為后續開采的支護設計提供參考,降低頂板坍塌等事故風險。
