[實(shí)用新型]高應(yīng)力巷道的測(cè)力錨桿

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420441010.4
• 申請(qǐng)日: 2014-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN204098942U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛俊華;余國鋒;劉冠學(xué);劉廣建;陸菜平;周偉;段昌瑞;鄧東升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮南礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E21D21/02
• 分類號(hào): E21D21/02
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務(wù)所 32205
• 代理人: 華德明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種高應(yīng)力巷道的測(cè)力錨桿，屬于礦用支護(hù)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

近年來，隨著我國淺部煤炭資源的大量開采，開采深度逐年增加，尤其是東部礦區(qū)，已經(jīng)有很多礦井出現(xiàn)千米深井工作面，其巷道圍巖處于高應(yīng)力狀態(tài)，伴隨而來的是沖擊地壓、煤與瓦斯突出、水災(zāi)的自然災(zāi)害發(fā)生的可能性增加。本行業(yè)需要較強(qiáng)的監(jiān)測(cè)手段對(duì)圍巖受高應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。隨著支護(hù)手段的發(fā)展，傳統(tǒng)的支柱支護(hù)已經(jīng)落后，錨桿支護(hù)已經(jīng)成為主流趨勢(shì)，空心錨桿的出現(xiàn)，使支護(hù)成本大幅度降低，越來越受到煤礦支護(hù)工作人員的親睞。但是，錨桿支護(hù)屬于隱性支護(hù)，在深部礦井巷道中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巷道圍巖高應(yīng)力狀態(tài)顯得較為困難。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段是電阻應(yīng)變片的方式，即在錨桿表面加載應(yīng)變片，并組成閉合回路，通過監(jiān)測(cè)應(yīng)變片的電流的變化來得到高應(yīng)力的變化，這種方法誤差較大，而且受到巷道圍巖地質(zhì)條件(如構(gòu)造、瓦斯、水)的影響較大，在高應(yīng)力條件下更加不適合。?

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種高應(yīng)力巷道的測(cè)力錨桿，能有效減少外部環(huán)境對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的影響，進(jìn)而減少測(cè)量誤差，同時(shí)能實(shí)時(shí)得到圍巖高應(yīng)力的大小及變化，對(duì)煤礦地質(zhì)災(zāi)害能很好的進(jìn)行預(yù)警。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：該高應(yīng)力巷道的測(cè)力錨桿，包括空心桿、顯示處理裝置、激發(fā)電源和設(shè)置在空心桿內(nèi)的圓柱形鐵柱，圓柱形鐵柱的一端設(shè)有脈沖波激發(fā)裝置，另一端裝有脈沖波接收探頭，脈沖波激發(fā)裝置和脈沖波接收探頭分別與顯示處理裝置連接，所述的激發(fā)電源為顯示處理裝置、脈沖波激發(fā)裝置和脈沖波接收探頭供電。?

進(jìn)一步，所述的顯示處理裝置由示波器和計(jì)算機(jī)組成。?

進(jìn)一步，所述的激發(fā)電源為本安型電源。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型更加經(jīng)濟(jì)、耐用，其采用圓柱形鐵柱、脈沖波激發(fā)裝置和脈沖波接收探頭相結(jié)合的方式，利用振動(dòng)波的傳播測(cè)得高應(yīng)力值的方式可以能有效減少外部環(huán)境對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的影響，進(jìn)而減少圍巖條件引起的誤差，適用性更強(qiáng)；將脈沖波接收探頭接收到的脈沖波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，消除噪音干擾，然后將處理過的脈沖波顯示出來，根據(jù)脈沖的時(shí)間差以及振動(dòng)波在鐵柱中的傳播速度可以得出鐵柱的長(zhǎng)度及變化，然后根據(jù)鐵柱的彈性模量計(jì)算出錨桿所處位置的應(yīng)力大小及變化，連接上計(jì)算機(jī)，利用相關(guān)現(xiàn)有軟件可以把應(yīng)力的大小及變化實(shí)時(shí)顯示出來，從而能夠?qū)崟r(shí)得到圍巖高應(yīng)力的大小及變化，對(duì)沖擊地壓、水災(zāi)、煤與瓦斯突出等自然災(zāi)害起到了很好的預(yù)警作用。?

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖中：1、顯示處理裝置，2、激發(fā)電源，3、脈沖波接收探頭，4、空心桿，5、圓柱形鐵柱，6、脈沖波激發(fā)裝置。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。?

實(shí)施例：?

1、組裝本實(shí)用新型?

根據(jù)巷道地質(zhì)條件打鉆孔，并保持鉆孔合適的深度和間排距。如圖1所示，在空心桿4中裝入圓柱形鐵柱5，用粘合劑將兩者粘合起來，在錨桿端頭加載脈沖波激發(fā)裝置6，連接一根導(dǎo)線為其提供電源；在錨桿末端加載脈沖波接收探頭3，分別用導(dǎo)線將脈沖振動(dòng)波激發(fā)裝置6和接收探頭3與示波器及計(jì)算機(jī)連接起來。?

2、測(cè)量脈沖振動(dòng)波傳播速度?

將組裝好的錨桿置入鉆孔中，將各項(xiàng)錨桿支護(hù)的步驟基本完成時(shí)，但未施加預(yù)緊力以前，在兩側(cè)分別激發(fā)脈沖振動(dòng)波與接收脈沖振動(dòng)波，在示波器上顯示脈沖的時(shí)間差T_i，根據(jù)圓柱形鐵柱的長(zhǎng)度L，即可以得出脈沖振動(dòng)波在鐵柱中的傳播速度V_i。多次測(cè)量求取平?均值相關(guān)公式如下：?

V‾=1nΣi=1nVi,L=Vi×Ti]]>