[發(fā)明專利]用于圍巖支護、失穩(wěn)監(jiān)測的錨桿及其安裝方法

有效

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• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110067582B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設計）人: 張煒;唐佳佳;張東升;張偉勝;孫毓言;許鵬;劉洪林
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/02;E21F17/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發(fā)明公開的一種用于圍巖支護、失穩(wěn)監(jiān)測的錨桿及其安裝方法，涉及煤礦安全生產技術領域。所述錨桿包括錨桿桿體和托板，錨桿桿體為雙層結構，包括外層桿體以及設置于外層桿體內的圍巖失穩(wěn)監(jiān)測裝置，圍巖失穩(wěn)監(jiān)測裝置包括滑動設置于外層桿體內的位移滑桿以及設置于位移滑桿與外層桿體之間、用于感應圍巖變形壓力推動位移滑桿產生位移的壓力傳感動力裝置。本發(fā)明所公開的錨桿，實現(xiàn)了圍巖支護與運動監(jiān)測一體化，有效保證圍巖的穩(wěn)定性；同時，本發(fā)明使用液壓彈力為驅動力，推動位移滑桿記錄圍巖運動值，可實現(xiàn)圍巖的實時監(jiān)測，且結構簡單，無復雜電路，避免了因圍巖變形而導致的線路中斷、監(jiān)測裝置無法正常工作的現(xiàn)象，降低了生產成本，適用范圍廣。

技術領域

本發(fā)明涉及煤礦安全生產技術領域，具體涉及一種適用于巷道圍巖運動變形時進行圍巖支護、失穩(wěn)監(jiān)測的錨桿及其安裝方法。

背景技術

目前，由于煤礦巷道受采動等工程影響比較大，巷道圍巖會產生不同程度的變形運動。準確地掌握圍巖內部變形位移狀況，建立圍巖支護、監(jiān)測系統(tǒng)是預防和治理圍巖失穩(wěn)等問題的關鍵。

錨桿支護是目前巷道圍巖支護主要手段之一，對巷道圍巖穩(wěn)定性的維護起到了重要的作用。錨桿作為深入巖層的受拉構件，使圍巖由載荷體轉化為承載體，整根錨桿分為自由段和錨固段，自由段是將錨桿端部的拉力傳至錨固體區(qū)域，對其施加預應力；錨固段是指水泥漿體將預應力筋與土層粘結的區(qū)域，增加錨固體與巖層的粘結摩擦力，提高錨固體的承壓作用，將自由段的拉力傳至巖層深處。錨桿的應用大幅度減少了巷道圍巖的變形與破壞，巷道支護與安全狀況發(fā)生了本質改變。

近年來，煤礦井下應用了高預應力、強力錨桿與錨索支護等先進的技術，成功地做到了錨桿的主動、及時支護，減少了巷道圍巖變形與破壞。但是現(xiàn)有的錨桿無法實現(xiàn)錨固區(qū)巖層的破壞與變形的自動監(jiān)測，通常采用人工實地監(jiān)測，導致監(jiān)測的人工檢查的數(shù)量大、效率及準確率均較低。

針對上述問題，中國專利公告號CN108426517A的專利公開了一種圍巖徑向位移測量裝置，該裝置包括：中空錨桿、中空內桿、錨固頭、位移傳感器、數(shù)據采集儀以及外部底座；該裝置在使用時，錨固頭與中空內桿的一端部固定相連，位于中空錨桿外，中空內桿的桿身嵌于所述通孔內，可相對于中空錨桿軸向滑動，位移傳感器與錨固頭相連，監(jiān)測錨固頭的軸向位移，數(shù)據采集儀與位移傳感器相連，獲取軸向位移的數(shù)據。但是，該裝置采用位移傳感器與數(shù)據采集儀涉及電路儀器，結構復雜、成本高、質量不穩(wěn)定容易受干擾，這使得此類裝置在使用上具有一定局限性。

因此，鑒于以上問題，有必要提出一種結構設計合理可靠、適用范圍廣的支護與監(jiān)測一體化的錨桿，從而實現(xiàn)在保證圍巖支護的基礎上，智能監(jiān)測圍巖失穩(wěn)狀態(tài)，保證監(jiān)測工作的順利進行。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明公開了一種用于圍巖支護、失穩(wěn)監(jiān)測的錨桿，所述錨桿包括錨桿桿體，所述錨桿桿體為雙層結構，包括外層桿體以及設置于外層桿體內的圍巖失穩(wěn)監(jiān)測裝置，所述圍巖失穩(wěn)監(jiān)測裝置包括位移滑桿以及壓力傳感動力裝置。本發(fā)明能夠在圍巖極端環(huán)境中一邊支護、一邊實時監(jiān)測圍巖運動，從而實現(xiàn)圍巖支護與運動監(jiān)測一體化，有效地保證圍巖的穩(wěn)定性，保障監(jiān)測工作的正常進行；同時，本發(fā)明使用液壓彈力為驅動力，記錄圍巖變形運動的裝置為位移滑桿，工作人員可根據位移滑桿上的刻度顯示，實時監(jiān)測圍巖變形運動，結構簡單，無復雜電路，避免了因圍巖變形而導致的線路中斷、監(jiān)測裝置無法正常工作的現(xiàn)象，降低了生產成本，適用范圍廣。

根據本發(fā)明的目的提出的一種用于圍巖支護、失穩(wěn)監(jiān)測的錨桿，包括錨桿桿體以及固定連接于錨桿桿體一端的托板，所述錨桿桿體為雙層結構，包括外層桿體以及設置于外層桿體內的圍巖失穩(wěn)監(jiān)測裝置，所述圍巖失穩(wěn)監(jiān)測裝置包括滑動設置于外層桿體內的位移滑桿以及設置于位移滑桿與外層桿體之間、用于感應圍巖變形壓力推動位移滑桿產生位移的壓力傳感動力裝置。