定制版矿用钻孔应力计安装方案

矿用钻孔应力计安装方案

一、工程概况

1. 项目背景
   为实时监测矿井巷道围岩应力变化，预防冲击地压、巷道变形等灾害，保障井下生产，依据《煤矿规程》及矿井地质条件，决定在 [具体巷道名称 / 区域] 安装矿用钻孔应力计。该区域埋深 [X] 米，主要岩层为 [岩层名称]，局部存在断层构造，应力分布复杂。
2. 安装目标
   通过应力计实时采集围岩应力数据，实现对巷道围岩稳定性的动态监测，为支护设计优化和灾害预警数据支撑。

二、设备选型与技术参数

1. 设备型号
   选用 泰安华纳矿用钻孔应力计，具备高精度、抗干扰、耐粉尘等特性。
2. 技术参数
   • 测量范围：0~50MPa
   • 精度等级：±1% FS
   • 工作温度：-20℃~+60℃
   • 适用钻孔直径：Φ42mm~Φ50mm
   • 信号传输方式：RS485 总线 / 无线传输（根据现场条件选择）
3. 设备组成
   应力计主体（含压力传感器）、传输线缆（或无线模块）、数据采集仪、安装附件（锚固剂、定位套筒等）。

三、安装前准备

1. 技术准备
   • 收集安装区域地质资料（岩层分布、应力历史数据），确定钻孔布置方案（间距 [X] 米，深度 [X] 米，倾角 [X]°，垂直于巷道围岩主应力方向）。
   • 编制《钻孔应力计安装作业规程》，明确施工工艺、技术措施及质量标准。
2. 人员组织
   • 施工班组：负责人 1 名（持证安全员）、钻机操作员 2 名、电工 1 名、辅助工 2 名，均需经岗前合格。
3. 设备材料
   • 施工工具：气动锚杆钻机（配 Φ42mm 钻头）、扭矩扳手、万用表、线缆测试仪、棉纱、锚固剂（快硬水泥或树脂锚固剂）。
   • 检测工具：激光测距仪、罗盘仪（校准钻孔角度）。
4. 现场条件
   • 清理安装地点浮煤、杂物，确保巷道支护完好，通风正常，瓦斯浓度＜0.5%。
   • 架设临时电源及照明，调试钻机运行状态，检查气路、水路密封性。

四、安装施工工艺

1. 钻孔施工
   • 定位放线：根据设计方案，用激光测距仪确定钻孔位置，标记孔口中心点，误差≤50mm。
   • 钻孔作业：启动钻机，按设计角度（倾角、方位角）钻进，钻进过程中控制推进速度（0.3~0.5m/min），记录钻孔深度、岩层变化及钻进异常情况（如卡钻、漏浆）。
   • 钻孔验收：钻孔完成后，用测杆检查孔深（不小于设计深度 50mm）、孔壁平整度，孔内岩粉及积水。
2. 应力计安装
   • 传感器预处理：检查应力计外观无破损，连接线缆绝缘电阻≥10MΩ，用定位套筒固定传感器于钻孔中部，确保受力面与孔底围岩紧密接触。
   • 锚固固定：将快硬水泥锚固剂放入孔底，插入应力计，用木楔或专用夹具固定孔口，等待锚固剂凝固（常温下 40~60 分钟）。
   • 线缆敷设：沿巷道壁固定传输线缆，避开动力电缆（间距≥300mm），接头处做防水处理（使用热缩管或防爆接线盒），终端接入数据采集仪。
3. 系统调试
   • 通电测试：接通电源，检查数据采集仪显示值是否稳定，应力计初始值是否符合围岩原始应力（误差≤5%）。
   • 数据校准：对比相邻已安装应力计数据或地质资料，进行零点和量程校准，确保数据采集误差在允许范围内。
   • 联调联试：接入矿井监测系统，测试数据上传实时性（延迟≤10 秒）及存储完整性，生成初始监测曲线。

五、质量保证措施

1. 过程控制
   • 钻孔角度偏差≤2°，深度误差 ±100mm，由技术人员每孔验收并填写《安装记录表》。
   • 应力计锚固力≥50kN（通过拉拔试验检测），线缆接头绝缘电阻≥5MΩ，每班次抽样检查 20%。
2. 技术复核
   安装完成 24 小时后，复测应力计数据稳定性，若出现突变或异常波动，重新检查钻孔密封性及传感器安装垂直度。

六、技术措施

1. 施工
   • 钻机作业时，人员远离钻杆旋转范围，防止绞伤；停钻时先关气阀，再断电。
   • 登高作业（＞2m）时佩戴安全带，搭设稳固脚手架，下方设置警戒区。
2. 瓦斯防治
   每班施工前检测安装区域瓦斯浓度，超过 0.8% 时立即停工，开启局部通风机直至达标。

七、应急预案

1. 钻孔漏水：立即停钻，注入速凝水泥封堵，待凝固后缓慢钻进，若水量持续增大，上报矿调度室并撤离人员。
2. 设备故障：备用同型号应力计及线缆，30 分钟内完成更换，故障设备升井检修并记录故障代码。
3. 停电事故：配备便携式蓄电池（续航≥4 小时），恢复供电后人工补传缺失数据。

八、施工进度计划

九、验收与移交

1. 施工完成后，由矿机电科、地质科、安监处联合验收，检查安装记录、测试报告及数据连续性。
2. 移交《应力计安装竣工报告》，包含设备清单、钻孔参数、监测曲线及维护注意事项，纳入矿井监测系统档案管理。