位移應(yīng)變錨桿綜合預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及巷道圍巖變形監(jiān)測與支護效果評價分析領(lǐng)域，具體為一種位移應(yīng)變錨桿綜合預(yù)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]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?qū)е轮Ъ艹袎浩d容易引發(fā)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(qū)圍巖的動態(tài)擴展、層間漂移、裂隙擴張和層面滑動，充分發(fā)揮巷道圍巖的力學(xué)承載性能，便于與作用圍巖空間形成次生承載關(guān)鍵層，擴大巖體的承載范圍和活動半徑，提高支護斷面的結(jié)構(gòu)完整性、受力連續(xù)性和整體穩(wěn)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(yōu)勢，使其在煤礦巷道支護領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)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(shù)難題，現(xiàn)有的做法通常采用電阻應(yīng)變監(jiān)測儀和位移應(yīng)變測試器單獨對作業(yè)錨桿進行應(yīng)變監(jiān)測，將錨桿逐一接線并進行應(yīng)力或位移應(yīng)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(fù)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(fā)展，改善巷道圍巖錨桿支護的監(jiān)測手段和預(yù)警技術(shù)，形成錨桿支護、形變監(jiān)測、預(yù)報預(yù)警多種功能協(xié)同融合的作用系統(tǒng)變得愈加緊迫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型克服了現(xiàn)有錨桿單獨支護與監(jiān)測預(yù)警相互分離的缺點，提供了一種合理支護、高效預(yù)警、支護監(jiān)測協(xié)調(diào)統(tǒng)一的新型位移應(yīng)變錨桿綜合預(yù)警系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:所述的位移應(yīng)變錨桿綜合預(yù)警系統(tǒng)，由錨桿桿體、位移應(yīng)變計、信號傳輸線路、壁面錨鎖端頭、信號接收處理器、感應(yīng)芯片、信號輸出管和警報器構(gòu)成。所述的錨桿桿體內(nèi)開設(shè)淺槽，所述的位移應(yīng)變計均勻間隔式布置于淺槽中，錨桿變形參數(shù)通過信號傳輸線路依次傳出，信號經(jīng)過壁面錨鎖端頭到達內(nèi)置感應(yīng)芯片的信號接收處理器，信號接收處理器對位移參數(shù)信號進行數(shù)據(jù)分析和信號處理，當(dāng)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(fā)出報警信號，提醒現(xiàn)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。
[0005]根據(jù)所述的系統(tǒng)，所述的位移應(yīng)變計通過信號傳輸線路連接貫通，并內(nèi)敷于錨桿桿體中。
[0006]根據(jù)所述的系統(tǒng)，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(yīng)芯片安置于信號接收處理器內(nèi)部，擔(dān)負(fù)位移形變信號的數(shù)據(jù)處理中樞。
[0007]根據(jù)所述的系統(tǒng)，所述的警報器是位移應(yīng)變感應(yīng)裝置，只有當(dāng)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(fā)出報警信號。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:該系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)錨桿單獨支護與監(jiān)測預(yù)警的分離模式，實現(xiàn)了錨桿支護與監(jiān)測預(yù)警的完美統(tǒng)一和有機重組，在錨桿中加入預(yù)警裝置，不僅能最大限度的發(fā)揮錨桿主動支護的效果，而且可以對錨桿受圍巖應(yīng)力發(fā)生變形失穩(wěn)以致失去錨固作用進行及時有效的監(jiān)測，對維護巷道穩(wěn)定、保障安全生產(chǎn)具有重要作用。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型位移應(yīng)變錨桿綜合預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為位移應(yīng)變錨桿綜合預(yù)警系統(tǒng)在矩形巷道的應(yīng)用模型示意圖。
[0011]圖中，錨桿桿體1、位移應(yīng)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(yīng)芯片6、信號輸出管7、警報器8、矩形巷道9、位移應(yīng)變錨桿綜合預(yù)警系統(tǒng)10、頂板圍巖Ii和巷幫圍巖12。
【具體實施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施過程作進一步詳述:
[0013]如圖1所示，本實用新型由錨桿桿體1、位移應(yīng)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(yīng)芯片6、信號輸出管7和警報器8構(gòu)成，所述的銷桿桿體I內(nèi)開設(shè)淺槽，所述的位移應(yīng)變計2均勻間隔式布置于淺槽中，錨桿變形參數(shù)通過信號傳輸線路3依次傳出，信號經(jīng)過壁面錨鎖端頭4到達內(nèi)置感應(yīng)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(shù)信號進行數(shù)據(jù)分析和信號處理，當(dāng)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(fā)出報警信號。
[0014]具體實施過程中，所述系統(tǒng)的位移應(yīng)變計通過信號傳輸線路連接貫通，并內(nèi)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(yīng)芯片安置于信號接收處理器內(nèi)部，擔(dān)負(fù)位移形變信號的數(shù)據(jù)處理中樞。所述的警報器是位移應(yīng)變感應(yīng)裝置，只有當(dāng)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(fā)出報警信號，提醒現(xiàn)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。
【主權(quán)項】
1.一種位移應(yīng)變錨桿綜合預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:由錨桿桿體(1)、位移應(yīng)變計(2)、信號傳輸線路(3)、壁面銷鎖端頭(4)、信號接收處理器(5)、感應(yīng)芯片(6)、信號輸出管(7)和警報器(8)構(gòu)成，所述的錨桿桿體(1)內(nèi)開設(shè)淺槽，所述的位移應(yīng)變計(2)均勻間隔式布置于淺槽中，錨桿變形參數(shù)通過信號傳輸線路(3)依次傳出，信號經(jīng)過壁面錨鎖端頭(4)到達內(nèi)置感應(yīng)芯片(6)的信號接收處理器(5)，所述的信號接收處理器(5)對位移參數(shù)信號進行數(shù)據(jù)分析和信號處理，當(dāng)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(fā)出報警信號，提醒現(xiàn)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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的位移應(yīng)變計(2)通過信號傳輸線路(3 )連接貫通，并內(nèi)敷于錨桿桿體(1)中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的壁面錨鎖端頭(4)將錨桿桿體(1)緊密固定于圍巖之中，所述的感應(yīng)芯片(6)安置于信號接收處理器(5)內(nèi)部，擔(dān)負(fù)位移形變信號的數(shù)據(jù)處理中樞。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的警報器(8)是位移應(yīng)變感應(yīng)裝置，只有當(dāng)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(fā)出報警信號。
【專利摘要】本實用新型公開了一種位移應(yīng)變錨桿綜合預(yù)警系統(tǒng)，主要包括：錨桿桿體、位移應(yīng)變計、信號傳輸線路、壁面錨鎖端頭、信號接收處理器、感應(yīng)芯片、信號輸出管和警報器。錨桿桿體內(nèi)開設(shè)淺槽，位移應(yīng)變計均勻間隔式布置于淺槽中，錨桿變形參數(shù)通過信號傳輸線路依次傳出，信號經(jīng)過壁面錨鎖端頭到達內(nèi)置感應(yīng)芯片的信號接收處理器，信號接收處理器對位移參數(shù)信號進行數(shù)據(jù)分析和信號處理，當(dāng)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(fā)出報警信號。本實用新型打破了傳統(tǒng)錨桿單獨支護與監(jiān)測預(yù)警的分離模式，實現(xiàn)了錨桿支護與監(jiān)測預(yù)警的完美統(tǒng)一和有機重組，對維護巷道穩(wěn)定、保障安全生產(chǎn)具有重要作用。
【IPC分類】E21D21/00, E21F17/18
【公開號】CN205025504
【申請?zhí)枴緾N201520797074
【發(fā)明人】王新豐, 李賀俠, 李海森, 陳賓, 鹿浩, 黃登山
【申請人】王新豐
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月15日