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矿用钻孔应力计安装方法详解
一、安装前准备
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设备与材料准备
- 钻孔设备：ZLY537坑道钻机、65mm钻头及配套钻杆。
- 应力计组件：钻孔应力计本体、安装管、钢筋内杆、吹孔风管、窥视仪（可选）。
- 辅助工具：扳手、记号笔、塑料袋、电缆固定装置。
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钻孔位置选择
- 测站布置：紧跟工作面迎头，确保水电风便利，避免干扰正常生产。
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钻孔参数：
- 孔深：自10m递减至2m（示例），间距1.2m，距底板1.5m。
- 角度：钻孔向上倾斜2°-3°（最大不超过5°），防止安装时内管滑落。
- 直径：根据应力计型号选择（如59mm适配常见型号）。
二、钻孔施工步骤
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打钻操作
- 分层施工：优先打深孔（如10m），若浅孔安装失败可利用深孔，减少重复工作量。
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清孔要求：
- 干孔施工：岩层含泥岩时需一次成孔，避免扩孔导致孔壁不规则。
- 湿孔处理：若必须湿钻，安装前需用推送杆将孔底泥渣清理至预留空间。
- 深度控制：实际深度需比设计深0.2m，补偿泥渣积聚导致的误差。
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质量验收
- 孔壁检查：用窥视仪拍照记录孔壁光滑度，确保无台阶或残留泥渣。
- 方向标记：在安装管连接处用记号笔划线定向，避免旋转误差。
三、应力计安装流程
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吹孔与预处理
- 用风管深入孔底吹净泥渣，撤出钻杆时保持通风。
- 若孔内有积水，需用推送杆将水排至孔底。
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固定与推送
- 组装工具：将钢筋内杆插入安装管，尾部连接应力计槽口，销子卡入安装管缺口。
- 方向校准：调整应力计活动块对准目标应力方向（如垂直岩面主应力方向）。
- 缓慢推送：手持安装管匀速推入钻孔，保持工具管与钢筋内杆无旋转、移动。
- 接长操作：每段安装管和内杆长1m，先接内杆后接外管，确保已送入部分状态稳定。
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初始应力加载
- 电缆连接：将应力计电缆插头接至读数仪，显示初始频率。
- 施加预应力：用扳手顺时针转动钢筋内杆，直至频率降低4-10Hz（示例值），停止转动。
- 撤出工具：分段撤出安装管和内杆，避免电缆缠绕。
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数据记录与调零
- 安装后10分钟待频率稳定，记录初始频率并调零读数仪。
- 固定多余电缆，用塑料袋包裹接口防潮。
四、注意事项
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环境适应性
- 温度：0-40℃，湿度＜96%RH，大气压80-106kPa。
- 防爆要求：煤矿井下需使用本安型设备，避免火花风险。
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操作规范
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电缆保护：避免过度拉扯，接头处用防水胶布密封。
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温度修正：高精度测量时需考虑温度影响，修正公式：
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Δσ=(Ri−R0)G+(Ti−T0)×2G
3. 故障排查
- 无读数：检查电缆电阻（正常值如BX/NX型为902±52Ω），若断路需修复或更换。
- 读数不稳：尝试将读数仪蓝线夹接至电缆屏蔽线。
五、特殊场景适配
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煤矿应用
- HCZ-10型应力计：需配套压力表、高压油管，注液加压至1.5MPa初始应力。
- 数据采集：通过YHC9型数据采集仪实时传输至计算机。
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深孔安装
- 深度超过20m时，需准备多种安装预案（如套钎安装法、锚爪法），防止塌孔或堵塞。
六、维护与保养
- 定期检查：每月检查电缆接头密封性，清理孔口积水。
- 校准周期：建议每6个月用标准压力源校准一次灵敏度。
- 备件管理：携带备用销子、密封圈，防止井下丢失。
通过以上步骤，可确保矿用钻孔应力计的精准安装与长期稳定运行，为岩层应力监测提供可靠数据支持。
