[發明專利]錨桿應力監測方法和錨桿應力數據分析方法

在審

• 申請號: 202210967219.3
• 申請日: 2022-08-12
• 公開（公告）號: CN115046663A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 李忠奎;吳文臻;龍秉政;張子良;陳浩;李起偉;趙墨波;榮慶豐;陳偉;付元;朱文碩;戴萬波;華冬;張立群
• 申請（專利權）人: 煤炭科學技術研究院有限公司
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;E21D21/02;E21D21/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 蔣松

本發明公開了一種錨桿應力監測方法和錨桿應力數據分析方法，錨桿應力監測方法包括：提供多個安裝有光纖光柵傳感器的錨桿，并將所述錨桿分為多個錨桿組；確定所述錨桿的錨固位置以及相鄰兩個錨桿組之間的采樣間距，根據錨固位置和采樣間距在巷道的內幫和/或外幫安裝所述錨桿組；通過調制解調器將多個錨桿的所述光纖光柵傳感器連接到監測設備，利用監測設備對所述錨桿的應力數據進行長期監測。本發明實施例的錨桿應力監測方法對錨桿進行分布式設計，光纖光柵傳感器可以提高測量數據的準確性和精確度，便于系統進行全面的監測與分析，并且可對錨桿應力進行長期監測，得到巷道內更加全面的數據，保證巷道內的人員安全，降低安全事故發生的幾率。

技術領域

本發明涉及礦用儀器儀表技術領域，尤其涉及一種錨桿應力監測方法和錨桿應力數據分析方法。

背景技術

錨桿支護作為如今煤礦行業運用最廣泛的主動支護，錨桿的工作狀態和支護質量決定著巷道安全性和圍巖穩定性。因此對巷道的穩定性、安全性進行監測受到越來越廣泛的重視，同時對監測的準確性、可靠性及在線監測能力的要求也越來越高。

相關技術中的錨桿檢測方法只能進行點式測量，難以全面反映復雜的錨桿與巖土體相互作用關系。此外，傳統的電測傳感器，如電阻應變式和電阻差動式儀器的電信號低至1V~1mV ，一旦傳輸距離超過十幾米信號接收器的靈敏度會迅速降低，即使抗干擾性較好，采用交流頻率信號的鋼弦式傳感器的極限傳輸距離也僅有300m。錨桿應力分布及其長期工作狀態由于傳輸距離的局限性而缺乏有效的長期實時監測方法，一旦工程結束，人員撤離，就不能長期實時地準確獲取錨桿張拉狀態。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的實施例提出一種可長期監測的錨桿應力監測方法。

本發明的實施例還提出一種錨桿應力數據分析方法。

本發明實施例的錨桿應力監測方法包括：提供多個安裝有光纖光柵傳感器的錨桿，并將所述錨桿分為多個錨桿組；確定所述錨桿的錨固位置以及相鄰兩個錨桿組之間的采樣間距，根據錨固位置和采樣間距在巷道的內幫和/或外幫安裝所述錨桿組，每個所述錨桿組中的多個錨桿位于巷道的同一斷面內；通過調制解調器將多個所述錨桿的所述光纖光柵傳感器連接到監測設備，利用監測設備對所述錨桿的應力數據進行長期監測。

本發明實施例的錨桿應力監測方法，通過設置錨桿組，對錨桿進行分布式設計，并且光纖光柵傳感器可以更好地感知錨桿的應力應變數據，提高所測量數據的準確性和精確度，便于系統進行全面的監測與分析，并且可對錨桿應力進行長期監測，得到巷道內更加全面的數據，保證巷道內的人員安全，降低安全事故發生的幾率，更好的保證了施工安全。

在一些實施例中，所述錨桿的錨固位置應在所述巷道的內幫和外幫嚴重變形處，相鄰兩個所述錨桿組之間的采樣間距等于巷道的來壓步距。

在一些實施例中，每個所述錨桿組包括四個錨桿，兩個所述錨桿安裝在所述內幫上，兩個所述錨桿安裝在所述外幫上，安裝在內幫上的兩個錨桿與安裝在外幫上的兩個錨桿一一對應。

在一些實施例中，位于內幫上的一個所述錨桿距離地面的高度為800mm，位于內幫上的另一個所述錨桿距離地面的高度為1800mm；

位于外幫上的一個所述錨桿距離地面的高度為800mm，位于外幫上的另一個所述錨桿距離地面的高度為1800mm。

在一些實施例中，所述錨桿組與工作面之間的距離大于等于200m。

在一些實施例中，所述錨桿的外周壁上設有沿其軸向延伸的凹槽，或者所述錨桿內設有沿其軸向延伸的容納腔，所述光纖光柵傳感器為多個并依次串聯，多個所述光纖光柵傳感器沿所述錨桿的軸向粘設在所述凹槽或所述容納腔內，所述光纖光柵傳感器適于與解調設備相連。