钻屑扭矩预测煤层冲击地压装置及其预测方法

摘要

本发明属于煤矿用预测装置，特别涉及一种钻屑扭矩预测煤层冲击地压装置及其预测方法：煤电钻（1）、麻花钻杆（6）、钻头（7），在煤电钻（1）的输出端内连接扭矩推力传感器（3），在扭矩推力传感器（3）的左端外围上设有集电环（8），在扭矩推力传感器（3）外围、集电环（8）的右侧设有封闭套筒（9），在封闭套筒（9）内、扭矩推力传感器（3）的外壁上粘贴固定电阻应变花（4），集电环（8）输出连接数据采集仪（10），数据采集仪（10）输出连接数据记录仪（11），在煤电钻的钻杆旋转钻屑时，传输到数据采集器中，通过数据采集器将应变信号放大，传输到数据记录仪上，结构简单、安装方便、操作简便。

说明书

技术领域

本发明属于煤矿用预测装置，特别涉及一种钻屑扭矩预测煤层冲击地压装置及其预测方法。

背景技术

我国煤矿是世界上冲击地压最严重的国家之一，随着开采逐渐向深部发展，冲击地压发生频次越来越多，危害也越来越大，冲击地压可能造成瓦斯突出、瓦斯爆炸等次生灾害，造成人员伤亡和经济损失，严重制约了煤矿的安全生产。冲击地压准确预测预报问题成为我国深部资源开发亟需解决的研究课题，冲击地压的发生是煤岩中应力超过其极限强度，在开采过程中由于“诱发”因素导致煤岩突变破坏，瞬间释放应变能，形成冲击地压灾害。由于煤层受到高地应力作用，对工作面煤层打钻时，杆受到工作承阻力和扭矩将增大，甚至会出现顶钻，夹钻，卡钻等现象。目前尚无有可准确预测煤层冲击地压的装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种结构简单、操作方便，可随时准确预测冲击地压的钻屑扭矩预测煤层冲击地压装置及其预测方法。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：钻屑扭矩预测煤层冲击地压装置包括：煤电钻、麻花钻杆、钻头，其特点是在煤电钻的输出端内连接扭矩推力传感器，在扭矩推力传感器的左端外围上设有集电环，集电环与煤电钻之间装有止转器且固定连接，在扭矩推力传感器外围、集电环的右侧设有封闭套筒，在封闭套筒内、扭矩推力传感器的外壁上粘贴固定电阻应变花，电阻应变花中的电阻成45⁰夹角分布，并连接集电环钻子的导线，集电环输出连接数据采集仪，数据采集仪输出连接数据记录仪，在扭矩推力传感器右侧内固定连接麻花钻杆，两段麻花钻杆中间用钻杆连接套螺纹连接固定一起，在麻花钻杆右侧端头内固定连接钻头；其预测方法是：在煤电钻的钻杆旋转钻屑时，通过扭矩推力传感器测得的钻杆扭矩和推力通过集电环传输到数据采集器中，通过数据采集器将应变信号放大，传输到数据记录仪上，数据记录仪可显示钻杆钻屑时的扭矩和推力数值。

本发明的有益效果是：钻屑扭矩预测煤层冲击地压装置的结构简单、安装方便、操作简便，可即时显示数据，方便技术人员进行现场分析，对煤矿冲击地压，煤与瓦斯突出以及其它矿山和隧道岩爆等动力灾害及时预测，以便人们预防处理，避免各种灾害发生，保证矿山和人身的安全。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是钻屑扭矩预测煤层冲击地压装置结构图。

图2是图1中电阻应变花的分布示意图。

图中，1-煤电钻；2-止转器；3-扭矩推力传感器；4-电阻应变花；5-钻杆连接套；6-麻花钻杆；7-钻头；8-集电环；8-1-导线；9-封闭套筒；9-1-导线孔；10-数据采集仪；11-数据记录仪。

具体实施方式

实施例，参照附图1、2，钻屑扭矩预测煤层冲击地压装置是在煤电钻1的输出端内固定安装一个扭矩推力传感器3，在扭矩推力传感器3的左端外围上设有集电环8，集电环8与煤电钻1输出端之间装有止转器2并且固定连接一起，止转器2用于固定集电环8的定子。在扭矩推力传感器3外壁上装封闭套筒9，在封闭套筒9内、扭矩推力传感器3 的外壁上成45⁰夹角装三个电阻应变花4，封闭套筒9起到保护电阻应变花4的作用，电阻应变花4连接集电环8转子的导线8-1，导线8-1穿过封闭套筒9上的导线孔9-1。集电环8输出连接数据采集仪10，数据采集仪输出连接数据记录仪11。在扭矩推力传感器3右端头内固定装麻花钻杆6，两段麻花钻杆6中间用钻杆连接套5螺纹连接固定一起，在麻花钻杆6的右端头内固定装钻头7。

钻屑扭矩预测煤层冲击地压装置的预测方法是：煤电钻1开动后，带动麻花钻杆6使钻头7旋转钻屑时，通过扭矩推力传感器3测得钻杆6的扭矩和推力，通过扭矩推力传感器3上的集电环8把采集到的数据传输到数据采集器10中，通过数据采集器10将应变信号放大，传输到数据记录仪11中，数据记录仪11上可显示钻杆6钻屑时的扭矩和推力数值，以供工作人员分析处理，避免矿井内事故的发生。