[實用新型]動靜組合智能預警錨桿

有效

• 申請號: 201220533546.X
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN202832596U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 王斌;趙伏軍;李夕兵;楊長飛;劉加柱;王業順;覃左棟
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種硬脆圍巖洞室的支護及實時監測預警設備，特別是涉及一種防治圍巖動力災害的具有預警功能的動靜組合錨桿，屬于巖土工程錨固領域。

背景技術

圍巖動力災害是深部作業環境的地下巖體工程中復雜安全問題，是處于高地應力環境中結構完整的硬脆性圍巖開挖卸荷后在某些因素誘發下的動力失穩破壞，具有圍巖突然、猛烈地向開挖空間彈射、拋擲、噴出以及洞壁片狀剝落的動力學特征，具有滯后性、延續性、突發性、猛烈性及危害性等特點，嚴重地威脅著地下結構、人員和設備的安全。巖爆、礦山沖擊地壓等圍巖動力災害隨開采深度的增加而日益嚴重。

對圍巖動力災害的超前預警及防治才能確保深部礦產資源安全開采和隧道等地下工程的建設進程。硬脆圍巖洞室發生巖爆等圍巖動力災害時的動應力很大，一般會達到或超過支護構件的屈服強度，如果支護系統沒有讓壓和屈服性質，就不可避免發生破壞。同時，硬脆圍巖本身堅硬致密的特點，導致其破壞的原因涉及巖石動力學與巖石靜力學兩方面的范疇。錨桿能有效調控圍巖的自承載能力，因此硬脆圍巖支護系統亦采用可伸長錨桿提供一定變形以容納圍巖動力破壞引起的強制大變形。在應對巖爆、沖擊地壓等圍巖動力災害方面提出了些抗巖爆的可伸長錨桿，專利號201020684957.X公開了一種水脹式彈性抗巖爆錨桿，但水脹式錨桿承載能力低，較高地應力時不適用，同時剛性彈簧僅是對巷道表面延展的改進，在全長錨固下的變形能力是很弱的。專利號201110332493.5公開了一種焊接式動靜組合錨桿，該錨桿能適應硬脆圍巖靜、動力學破壞特點，但結構功能單一，僅具有讓壓支護功能，而不具備超前預警功能。

巖爆、沖擊地壓等圍巖動力災害的預測預警就是確定災害可能發生的區域地點、時間及危險程度等信息。圍巖動力災害超前預測常采用現場實測法，主要有鉆屑法、電磁輻射法、聲發射、微震波預測法等。鉆屑法突出缺點是實施過程中操作人員的危險性、因人而異的操作誤差和不能連續監測，從而導致有用信息遺漏而出現漏報。采用聲發射(微震)監測方法，需要布置鉆孔安裝監測探頭，會對圍巖產生進一步的損傷和影響，安裝監測過程相對繁瑣復雜而且費用高，傳感器要與圍巖很好耦合，對整個安裝質量的要求較高，爆破和機械設備對其監測結果也存在干擾。以上兩種方法無法實現對圍巖巖爆的無損實時監測預警。為此專利號01272808.X公開了一種煤巖動力災害電磁輻射監測裝置，可實現了無損(非接觸)、定位監測，但由于有些礦井的地下水、電磁環境的復雜性，對監測結果有較大的影響，使監測結果出現較大誤差。專利號201110109285.9公開了一種無損實時磁監測預報深部圍巖巖爆的方法，但該方法缺少理論及試驗研究的情況下其預測的準確性是難以令人信服的。因此，在圍巖動力災害監測和防治領域急需一種能夠實現連續、可靠支護、安全監測、預警的監測方法和裝置。

實用新型內容

為解決以上問題，本實用新型所要解決的問題是提供一種能對圍巖動力災害實現監測預警并能適應硬脆圍巖靜、動態破壞特點具有讓壓支護的智能錨桿。本實用新型的設計方案如下：一種動靜組合智能預警錨桿，由中空注漿桿體以及實心桿體通過套管套接而成，并在中空注漿桿體配有托盤和螺母，其中：所述中空注漿桿體和所述實心桿體與孔壁圍巖粘結錨固；所述套管包括大內徑段和小內徑段，不與孔壁圍巖粘結；所述實心桿體段可穿過所述套管的大內徑段，但部分桿身不能穿過所述套管的小內徑段；所述套管布置在圍巖內部破裂軟化區和彈性區邊界附近，在所述中空注漿桿體和所述實心桿體之間的套管內固定有位移感應器，所述位移感應器通過穿過所述中空注漿桿體的通訊線與錨孔外的智能預警裝置相連接。其中所述位移感應器采用機械輪、超聲波測距儀或者紅外線測距儀都可以。

采用以上設計方案，有效的提供了實現連續、可靠支護、安全監測、預警的監測，適合市場推廣使用。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的動靜組合智能預警錨桿示意圖。

圖例說明

1-中空注漿桿體???????????2-套管

3-實心桿體???????????????4-托盤

5-螺母???????????????????6-外止漿塞

7-內止漿塞???????????????8-擋板

9-剪切核?????????????????10-位移感應器

11-通訊線????????????????12-單片機智能系統

13-水泥砂漿??????????????14-樹脂錨固劑