[實用新型]位移應變錨桿綜合預警系統

有效

• 申請號: 201520797074.2
• 申請日: 2015-10-15
• 公開（公告）號: CN205025504U
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 王新豐;李賀俠;李海森;陳賓;鹿浩;黃登山
• 申請（專利權）人: 王新豐
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21D21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及巷道圍巖變形監測與支護效果評價分析領域，具體為一種位移應變錨桿綜合預警系統。

背景技術

巷道圍巖的支護方式通常分為主動支護和被動支護兩種，被動支護一般采用U型鋼、工字鋼、梯形鋼棚等金屬型鋼對巷道頂板和兩幫圍巖進行被動承載支護，由于支護阻力偏低、支架受力分布不均勻導致支架承壓偏載容易引發支架變形和損壞；主動支護則以錨桿支護為主，錨桿支護能夠有效限定錨固區圍巖的動態擴展、層間漂移、裂隙擴張和層面滑動，充分發揮巷道圍巖的力學承載性能，便于與作用圍巖空間形成次生承載關鍵層，擴大巖體的承載范圍和活動半徑，提高支護斷面的結構完整性、受力連續性和整體穩定性，減少圍巖的起裂形變和垮落破壞。由于錨桿支護的突出優勢，使其在煤礦巷道支護領域具有廣闊的應用前景。然而在錨桿支護過程中，如何對其支護過程進行有效追蹤和支護性能評價成為新的技術難題，現有的做法通常采用電阻應變監測儀和位移應變測試器單獨對作業錨桿進行應變監測，將錨桿逐一接線并進行應力或位移應變測試排查，逐個找出隱患判斷是否支護失效，這種做法施工程序繁瑣，測試工序復雜，而且浪費大量的人力物力。隨著煤礦開采機械化、自動化、智能化水平的不斷提高和快速發展，改善巷道圍巖錨桿支護的監測手段和預警技術，形成錨桿支護、形變監測、預報預警多種功能協同融合的作用系統變得愈加緊迫。

發明內容

本實用新型克服了現有錨桿單獨支護與監測預警相互分離的缺點，提供了一種合理支護、高效預警、支護監測協調統一的新型位移應變錨桿綜合預警系統。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：所述的位移應變錨桿綜合預警系統，由錨桿桿體、位移應變計、信號傳輸線路、壁面錨鎖端頭、信號接收處理器、感應芯片、信號輸出管和警報器構成。所述的錨桿桿體內開設淺槽，所述的位移應變計均勻間隔式布置于淺槽中，錨桿變形參數通過信號傳輸線路依次傳出，信號經過壁面錨鎖端頭到達內置感應芯片的信號接收處理器，信號接收處理器對位移參數信號進行數據分析和信號處理，當位移變形量超過錨桿自身承受的最大允許額定變形值時，報警指令通過信號輸出管傳遞至警報器，發出報警信號，提醒現場工作人員錨桿支護失效，需及時對支護斷面進行加固處理。

根據所述的系統，所述的位移應變計通過信號傳輸線路連接貫通，并內敷于錨桿桿體中。

根據所述的系統，所述的壁面錨鎖端頭將錨桿桿體緊密固定于圍巖之中，所述的感應芯片安置于信號接收處理器內部，擔負位移形變信號的數據處理中樞。

根據所述的系統，所述的警報器是位移應變感應裝置，只有當位移變形量超過錨桿自身承受的最大允許額定變形值時，才會發出報警信號。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：該系統打破了傳統錨桿單獨支護與監測預警的分離模式，實現了錨桿支護與監測預警的完美統一和有機重組，在錨桿中加入預警裝置，不僅能最大限度的發揮錨桿主動支護的效果，而且可以對錨桿受圍巖應力發生變形失穩以致失去錨固作用進行及時有效的監測，對維護巷道穩定、保障安全生產具有重要作用。

附圖說明

圖1為本實用新型位移應變錨桿綜合預警系統的結構示意圖。

圖2為位移應變錨桿綜合預警系統在矩形巷道的應用模型示意圖。

圖中，錨桿桿體1、位移應變計2、信號傳輸線路3、壁面錨鎖端頭4、信號接收處理器5、感應芯片6、信號輸出管7、警報器8、矩形巷道9、位移應變錨桿綜合預警系統10、頂板圍巖11和巷幫圍巖12。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的實施過程作進一步詳述：

如圖1所示，本實用新型由錨桿桿體1、位移應變計2、信號傳輸線路3、壁面錨鎖端頭4、信號接收處理器5、感應芯片6、信號輸出管7和警報器8構成，所述的錨桿桿體1內開設淺槽，所述的位移應變計2均勻間隔式布置于淺槽中，錨桿變形參數通過信號傳輸線路3依次傳出，信號經過壁面錨鎖端頭4到達內置感應芯片6的信號接收處理器5，信號接收處理器5對位移參數信號進行數據分析和信號處理，當位移變形量超過錨桿自身承受的最大允許額定變形值時，報警指令通過信號輸出管7傳遞至警報器8，發出報警信號。

具體實施過程中，所述系統的位移應變計通過信號傳輸線路連接貫通，并內敷于錨桿桿體中。所述的壁面錨鎖端頭將錨桿桿體緊密固定于圍巖之中，所述的感應芯片安置于信號接收處理器內部，擔負位移形變信號的數據處理中樞。所述的警報器是位移應變感應裝置，只有當位移變形量超過錨桿自身承受的最大允許額定變形值時，才會發出報警信號，提醒現場工作人員錨桿支護失效，需及時對支護斷面進行加固處理。