[發明專利]一種巷道圍巖變形監測錨桿、在線監測裝置及監測方法

有效

• 申請號: 201911209972.0
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110953008B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 姚強嶺;馬軍強;王烜輝;李學華;朱柳;夏澤;徐強
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21D21/02
• 分類號: E21D21/02
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 盧楠

本發明公開了一種巷道圍巖變形監測錨桿、在線監測裝置及監測方法，屬于煤礦井下巷道圍巖控制技術領域，解決了現有技術中巷道圍巖變形監測手段受到人為因素的嚴重影響，不能實時地、直觀有效的反映巷道圍巖應力及變形狀態這一不足等問題。本發明監測錨桿包括包括錨桿桿體和錨桿托盤；錨桿托盤在不同變形下顯示不同的顏色，通過錨桿托盤的顏色變化監測巷道圍巖變形程度；錨桿托盤包括托盤端面和托盤凹部，托盤凹部底面設置有中心孔，中心孔尺寸與錨桿桿體匹配；托盤凹部壁厚大于托盤端面的壁厚，托盤凹部側壁縱截面為弧形。本發明監測錨桿及在線監測裝置可實時監測巷道圍巖變形情況。

技術領域

本發明屬于煤礦井下巷道圍巖控制技術領域，特別涉及一種巷道圍巖變形監測錨桿、在線監測裝置及監測方法。

背景技術

隨著我國大部分煤炭主產區的淺部資源的枯竭，煤礦開采逐步進入深部開采階段，受深部復雜條件的影響，深部巷道的維護技術難度隨之增大，目前國內主流的支護方式是錨桿(索)支護。由于巷道是一種隱蔽工程，其安全隱患不易被發現，因此在生產過程中需要采取技術手段監測巷道圍巖的變形情況。目前國內主要使用頂板離層儀監測巷道圍巖變形量，采用十字交叉法人工測量統計分析巷道頂底板及兩幫的表面位移。此類方法實施過程復雜，耗費大量的人力物力，采用十字交叉法測量巷道頂底板及兩幫的表面位移具有不連續性且容易受到人為因素的嚴重影響，獲取的數據不夠嚴謹，不能實時地、直觀有效的反映巷道圍巖變形狀態。

發明內容

鑒于以上分析，本發明旨在提供一種巷道圍巖變形監測錨桿、在線監測裝置及監測方法，用以解決已有的巷道圍巖變形監測手段需要大量的人力物力且容易受到人為因素的嚴重影響，獲取的數據不夠嚴謹，不能實時地、直觀有效的反映巷道圍巖變形狀態這一不足等問題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一種巷道圍巖變形監測錨桿，包括錨桿桿體和錨桿托盤；

錨桿托盤在不同變形下顯示不同的顏色，通過錨桿托盤的顏色變化監測巷道圍巖變形程度；

錨桿托盤包括托盤端面和托盤凹部，托盤凹部底面設置有中心孔，中心孔尺寸與錨桿桿體匹配；托盤凹部壁厚大于托盤端面的壁厚，托盤凹部側壁縱截面為弧形。

錨桿托盤中添加有壓致變色材料，使錨桿托盤在不同變形下顯示不同的顏色。

錨桿托盤外表面設置有附屬顯色層，附屬顯色層在壓力變化時顏色變化。

附屬顯色層為壓致變色材料涂裝在錨桿托盤外部形成的涂層。

附屬顯色層為內部封裝有壓致變色材料的透明樹脂夾層，附屬顯色層通過粘合劑與錨桿托盤粘結。

錨桿桿體為中空的注漿錨桿，用于對巷道圍巖進行加固。

還包括螺母和墊片，螺母用于對錨桿托盤施加預緊力，墊片用于防止錨桿托盤中心孔處損壞。

一種巷道圍巖變形的在線監測裝置，包括上述的監測錨桿，在線監測裝置還包括顏色捕獲傳感器、無線信號傳輸裝置、無線信號收集基站、處理器及顯示終端；

顏色捕獲傳感器用于捕獲錨桿托盤的顏色，并將顏色轉化為電信號；

無線信號傳輸裝置在巷道頂板沿巷道的軸線方向每隔80～100m布置一臺，無線信號傳輸裝置用于傳輸顏色捕獲傳感器發出的電信號；

無線信號收集基站用于接收線信號傳輸裝置傳輸的電信號并將電信號傳輸至處理器；

處理器將數據處理后發送至顯示終端，顯示終端圖形化顯示錨桿托盤變形情況。

顏色捕獲傳感器設置在兩排監測錨桿的中間位置。

一種巷道圍巖變形的監測方法，包括以下步驟：

步驟1.安裝在線監測裝置；