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采场模型试验应力(压力)测量系统研制及应用
一、引言
在煤矿采场支护中，应力测量是非常重要的一项工作。测量采场的应力状态，有助于揭示采场变形过程及力学行为特征，验证岩体本构模型，评估采场稳定性等等。因此，煤矿企业需要进行应力测量试验，以便对采场状态进行全面、准确地了解。
采场中基本承压结构由三个层次构成：桁架结构（支架）、压实岩体（煤岩）和松散岩体。当生产压顶时间较长，或者在地下矿震和煤与瓦斯突出过程中，采场应力状态往往会发生一定的变化。因此，采场应力预测和采场支护的有效性，必须在采场维护和改善中得到充分验证。
二、采场应力测量技术
一般情况下，针对采场应力测量，煤矿企业常用的测量技术有：
1.应力计法：应力计测量主要是指采用电阻应变片、压阻片、石英晶压力传感器、光纤传感器、深部变形仪等技术对采场应力进行测量。
2.直接测量法：当存在岩体薄塑性层和松弛带的情况，直接测量法显然是不可行的。
3.间接测量法：间接测量法是指利用采场埋深、岩层稳定性、采场顶板状态等指标，反推出采场应力的一种方法。
由于岩石性质的复杂性和异质性，以上测量技术都存在一定的误差，对于应力变化比较立体和复杂的区域，误差倍增，采用不同技术的测量结果也会有较大差别。因此，煤矿企业需要研发科学、先进的应力测量系统和技术，以获得更准确的测量结果。
三、采场应力测量系统及技术研制
采场应力测量系统是应用传感器技术、计算机技术、通信技术以及控制技术相结合的现代测量技术。煤矿企业需要进行有效的应力测量，就必须进行科学的技术研制，主要包括以下几个环节：
1.测量系统设计和构成
首先，需要设计出针对煤矿采场应力测量的测量系统，确定系统节点和测量点布局，并确定传感器类型和位置。测量系统的构成组成包括数据采集和传输系统、传感器和测量仪器、数据处理和分析软件。
2.传感器技术开发
传感器技术应用广泛，针对采场应力测量，需要考虑到岩石材料本身具有的许多复杂性、弹性不均匀性和变形特性等问题。因此，需要使用合适的传感器，比如石英晶压力传感器、电阻应变片、压阻片等特种传感器技术。
3.数据采集与传输技术
测量系统中的数据采集和传输是应力测量的核心环节。利用信号调理和采样技术处理传感器的信号，并以数字形式存储和传输数据，以保证数据的准确性和稳定性。同时，还需要考虑数据传输的可靠性和及时性，实现实时数据监测和监控。
4.数据处理和分析软件
利用计算机技术进行数据处理和分析是基于现代测量技术的一个重要组成部分。针对采场应力测量数据，需要进行数据的过滤、分析、处理和绘图等工作，并对数据进行分析和评价，最终得出采场应力状态的结果。
四、应力测量技术及其应用
采场应力测量技术在煤矿开采过程中应用广泛，特别是在煤矿安全生产和科学矿山建设方面扮演着重要角色。根据具体采场情况和特性，可以选择不同的测量技术，包括直接测量法、间接测量法、应力计法等。
通常情况下，测量数据需要及时传输到管理中心或控制中心，同时引入数据处理和分析软件进行数据分析绘图、检测采场稳定性。通过数据监控、评估和分析得出采场应力的状态，从而为采煤工人的安全生产提供有力的保障。
五、结论
随着煤矿建设和生产的不断发展，应力测量技术的研究和应用已成为煤矿安全生产和科学矿山建设的重要组成部分。在应力测量系统的设计和研制中，需要充分发挥传感器技术、通信技术、计算机技术等现代科技信息手段，实现传感器、计算机、通信技术的有机结合。通过采用合适的应力测量技术和测量系统，可以为采煤工人的安全生产和煤矿企业的可持续发展提供更扎实的保障，建立科学、先进的矿山工程监测体系。