煤礦圍巖壓力測量傳感器是監(jiān)測煤礦井下巷道、硐室及采場圍巖應(yīng)力變化的關(guān)鍵設(shè)備,核心作用是實時捕捉圍巖受力數(shù)據(jù),為巷道支護(hù)設(shè)計、頂板預(yù)警及礦山災(zāi)害防控提供數(shù)據(jù)支撐,是煤礦生產(chǎn)的 “應(yīng)力監(jiān)測哨兵”。
核心工作原理主流采用電阻應(yīng)變片式原理,傳感器內(nèi)置應(yīng)變片組成的惠斯通電橋,圍巖壓力作用于彈性敏感元件時,應(yīng)變片發(fā)生形變導(dǎo)致電阻變化,電橋輸出與壓力成正比的電信號。
部分高精度型號搭配光纖傳感技術(shù),利用光纖光柵的應(yīng)力 - 波長耦合特性,通過檢測光柵反射波長偏移量換算壓力值,抗電磁干擾能力更強(qiáng)。
電信號經(jīng)內(nèi)置信號調(diào)理模塊放大、濾波和 A/D 轉(zhuǎn)換后,可通過有線或無線方式傳輸至監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)的實時顯示與分析。
主要技術(shù)特性測量范圍適配煤礦圍巖應(yīng)力需求,通常為 0-20MPa、0-40MPa,部分深井專用型號可達(dá) 0-100MPa,測量精度≤±1.0% FS,分辨率 0.01MPa,能捕捉細(xì)微應(yīng)力變化。
具備本質(zhì)型防爆認(rèn)證(Ex ia I Ma)和煤礦標(biāo)志(MA 認(rèn)證),外殼采用不銹鋼或高強(qiáng)度合金材料,密封等級達(dá) IP67,可抵御井下粉塵、潮濕、腐蝕性氣體及沖擊振動。
工作溫度范圍寬,適配井下 - 20℃~80℃的惡劣環(huán)境,部分型號內(nèi)置溫度補(bǔ)償模塊,消除溫度變化對測量精度的影響。
支持多種輸出方式,包括 4-20mA 電流信號、RS485 數(shù)字信號,無線型號可通過 LoRa、ZigBee 技術(shù)傳輸數(shù)據(jù),傳輸距離滿足井下長距離監(jiān)測需求。
應(yīng)用場景與核心價值巷道支護(hù)監(jiān)測:安裝于巷道頂板、兩幫及底板的圍巖內(nèi)部或支護(hù)結(jié)構(gòu)表面,實時監(jiān)測圍巖應(yīng)力變化,判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)承載狀態(tài),避免支護(hù)失效導(dǎo)致的巷道變形、坍塌。
采場圍巖監(jiān)測:在綜采工作面、掘進(jìn)工作面周邊圍巖布置傳感器,跟蹤采動影響下的應(yīng)力遷移規(guī)律,為工作面推進(jìn)速度調(diào)整、支護(hù)參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。
災(zāi)害預(yù)警價值:通過連續(xù)監(jiān)測圍巖壓力數(shù)據(jù),當(dāng)應(yīng)力值接近預(yù)警閾值時,及時觸發(fā)報警,提前預(yù)判頂板冒落、沖擊地壓等災(zāi)害風(fēng)險,為人員撤離和應(yīng)急處置爭取時間。
