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煤矿深部围岩应力探测分析方法及装置
煤矿深部围岩应力探测分析方法及装置
摘要：煤矿深部围岩应力是影响矿山安全生产的重要因素之一。本文综述了煤矿深部围岩应力探测分析方法及装置的研究进展，主要包括传统应力测量方法、无损探测方法以及新兴的应力传感器装置等。通过对不同方法的对比和分析评价，总结了各种方法的优缺点，并指出了未来的研究方向。
关键词：煤矿深部围岩应力；传统应力测量方法；无损探测方法；应力传感器装置
1.引言
煤矿深部围岩应力是指煤矿井下巷道和巷道围岩所受到的力的大小和方向。深部围岩应力的准确测量对于煤矿安全生产有着重要的意义。传统的应力测量方法存在着测量精度低、工作条件差等问题，因此需要发展新的深部围岩应力探测分析方法及装置。
2.传统应力测量方法
2.1应变测量法
应变测量法是一种常用的传统应力测量方法。通过在围岩上粘贴应变测点，然后测量应变的变化来间接估计围岩应力的大小和方向。该方法简单易行，但受到外界环境因素的干扰较大，测量精度较低。
2.2标板法
标板法是一种常用的现场围岩应力测量方法。将标有刻度的金属板嵌入围岩中，测量标板的变形来推算出围岩应力。该方法适用范围广，但需要开挖孔洞，影响矿山生产，并且只能获得局部应力信息。
3.无损探测方法
3.1应力波法
应力波法是一种无损探测深部围岩应力的方法。通过在围岩中产生应力波传播，并测量应力波的传播速度和衰减情况来推算围岩应力。应力波法无需开挖孔洞，对矿山生产无干扰，并且能够获得全局应力信息。
3.2微震应力监测法
微震应力监测法是利用地震学原理进行无损探测的一种方法。通过监测岩体中的微震活动情况，分析微震信号的频率、幅值和传播速度等参数来推算围岩应力情况。微震应力监测法能够实时监测围岩应力变化，但需要专业设备和技术支持。
4.应力传感器装置
4.1应变式应力传感器
应变式应力传感器是一种常用的应力传感器装置。通过将应变式应力传感器安装在围岩中，通过测量变形来推算应力大小和方向。应变式应力传感器的测量精度高，但安装困难，需进行专业校准。
4.2压电式应力传感器
压电式应力传感器是利用压电效应进行应力变换和采集的传感器。通过将压电式应力传感器置于围岩中，测量压电材料的电信号变化来推算围岩应力。压电式应力传感器具有测量范围广、抗干扰能力强等优点，但成本较高。
5.结论
传统的围岩应力测量方法存在着测量精度低、工作条件差等问题，需要发展新的深部围岩应力探测分析方法及装置。无损探测方法和新型应力传感器装置具有较好的应用前景，但还需要进行进一步的研究和改进。未来的研究可以从提高应力探测精度、减小装置体积、降低成本等方面进行深入研究。
参考文献：
[1]赵思远,李明忠,张建国,etal.煤矿深部围岩应力测量技术研究进展[J].矿业科学技术,2019,29(1):7-13.
[2]邱云鹏,余长刚,焦文义,等.煤矿深部巷道围岩应力场的应力波分析[J].无线电工程,2019,49(1):113-117.
[3]张明霞,李涛,雷松华,等.煤矿深部围岩应力监测与预测技术研究现状[J].四川地质学院学报,2020,40(2):93-101.