CN105179017A - 位移应变锚杆综合预警系统 - Google Patents
位移应变锚杆综合预警系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105179017A CN105179017A CN201510664167.2A CN201510664167A CN105179017A CN 105179017 A CN105179017 A CN 105179017A CN 201510664167 A CN201510664167 A CN 201510664167A CN 105179017 A CN105179017 A CN 105179017A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- displacement
- anchor rod
- deformation
- strain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 15
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 7
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 abstract 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
- E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
- Road Signs Or Road Markings (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种位移应变锚杆综合预警系统,主要包括:锚杆杆体、位移应变计、信号传输线路、壁面锚锁端头、信号接收处理器、感应芯片、信号输出管和警报器。锚杆杆体内开设浅槽,位移应变计均匀间隔式布置于浅槽中,锚杆变形参数通过信号传输线路依次传出,信号经过壁面锚锁端头到达内置感应芯片的信号接收处理器,信号接收处理器对位移参数信号进行数据分析和信号处理,当位移变形量超过锚杆自身承受的最大允许额定变形值时,报警指令通过信号输出管传递至警报器,发出报警信号。本发明打破了传统锚杆单独支护与监测预警的分离模式,实现了锚杆支护与监测预警的完美统一和有机重组,对维护巷道稳定、保障安全生产具有重要作用。
Description
技术领域
本发明涉及巷道围岩变形监测与支护效果评价分析领域,具体为一种位移应变锚杆综合预警系统。
背景技术
巷道围岩的支护方式通常分为主动支护和被动支护两种,被动支护一般采用U型钢、工字钢、梯形钢棚等金属型钢对巷道顶板和两帮围岩进行被动承载支护,由于支护阻力偏低、支架受力分布不均匀导致支架承压偏载容易引发支架变形和损坏;主动支护则以锚杆支护为主,锚杆支护能够有效限定锚固区围岩的动态扩展、层间漂移、裂隙扩张和层面滑动,充分发挥巷道围岩的力学承载性能,便于与作用围岩空间形成次生承载关键层,扩大岩体的承载范围和活动半径,提高支护断面的结构完整性、受力连续性和整体稳定性,减少围岩的起裂形变和垮落破坏。由于锚杆支护的突出优势,使其在煤矿巷道支护领域具有广阔的应用前景。然而在锚杆支护过程中,如何对其支护过程进行有效追踪和支护性能评价成为新的技术难题,现有的做法通常采用电阻应变监测仪和位移应变测试器单独对作业锚杆进行应变监测,将锚杆逐一接线并进行应力或位移应变测试排查,逐个找出隐患判断是否支护失效,这种做法施工程序繁琐,测试工序复杂,而且浪费大量的人力物力。随着煤矿开采机械化、自动化、智能化水平的不断提高和快速发展,改善巷道围岩锚杆支护的监测手段和预警技术,形成锚杆支护、形变监测、预报预警多种功能协同融合的作用系统变得愈加紧迫。
发明内容
本发明克服了现有锚杆单独支护与监测预警相互分离的缺点,提供了一种合理支护、高效预警、支护监测协调统一的新型位移应变锚杆综合预警系统。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:所述的位移应变锚杆综合预警系统,由锚杆杆体、位移应变计、信号传输线路、壁面锚锁端头、信号接收处理器、感应芯片、信号输出管和警报器构成。所述的锚杆杆体内开设浅槽,所述的位移应变计均匀间隔式布置于浅槽中,锚杆变形参数通过信号传输线路依次传出,信号经过壁面锚锁端头到达内置感应芯片的信号接收处理器,信号接收处理器对位移参数信号进行数据分析和信号处理,当位移变形量超过锚杆自身承受的最大允许额定变形值时,报警指令通过信号输出管传递至警报器,发出报警信号,提醒现场工作人员锚杆支护失效,需及时对支护断面进行加固处理。
根据所述的系统,所述的位移应变计通过信号传输线路连接贯通,并内敷于锚杆杆体中。
根据所述的系统,所述的壁面锚锁端头将锚杆杆体紧密固定于围岩之中,所述的感应芯片安置于信号接收处理器内部,担负位移形变信号的数据处理中枢。
根据所述的系统,所述的警报器是位移应变感应装置,只有当位移变形量超过锚杆自身承受的最大允许额定变形值时,才会发出报警信号。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:该系统打破了传统锚杆单独支护与监测预警的分离模式,实现了锚杆支护与监测预警的完美统一和有机重组,在锚杆中加入预警装置,不仅能最大限度的发挥锚杆主动支护的效果,而且可以对锚杆受围岩应力发生变形失稳以致失去锚固作用进行及时有效的监测,对维护巷道稳定、保障安全生产具有重要作用。
附图说明
图1为本发明位移应变锚杆综合预警系统的结构示意图。
图2为位移应变锚杆综合预警系统在矩形巷道的应用模型示意图。
图中,锚杆杆体1、位移应变计2、信号传输线路3、壁面锚锁端头4、信号接收处理器5、感应芯片6、信号输出管7、警报器8、矩形巷道9、位移应变锚杆综合预警系统10、顶板围岩11和巷帮围岩12。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施过程作进一步详述:
如图1所示,本发明由锚杆杆体1、位移应变计2、信号传输线路3、壁面锚锁端头4、信号接收处理器5、感应芯片6、信号输出管7和警报器8构成,所述的锚杆杆体1内开设浅槽,所述的位移应变计2均匀间隔式布置于浅槽中,锚杆变形参数通过信号传输线路3依次传出,信号经过壁面锚锁端头4到达内置感应芯片6的信号接收处理器5,信号接收处理器5对位移参数信号进行数据分析和信号处理,当位移变形量超过锚杆自身承受的最大允许额定变形值时,报警指令通过信号输出管7传递至警报器8,发出报警信号。
具体实施过程中,所述系统的位移应变计通过信号传输线路连接贯通,并内敷于锚杆杆体中。所述的壁面锚锁端头将锚杆杆体紧密固定于围岩之中,所述的感应芯片安置于信号接收处理器内部,担负位移形变信号的数据处理中枢。所述的警报器是位移应变感应装置,只有当位移变形量超过锚杆自身承受的最大允许额定变形值时,才会发出报警信号,提醒现场工作人员锚杆支护失效,需及时对支护断面进行加固处理。
Claims (4)
1.一种位移应变锚杆综合预警系统,其特征在于:由锚杆杆体(1)、位移应变计(2)、信号传输线路(3)、壁面锚锁端头(4)、信号接收处理器(5)、感应芯片(6)、信号输出管(7)和警报器(8)构成,所述的锚杆杆体(1)内开设浅槽,所述的位移应变计(2)均匀间隔式布置于浅槽中,锚杆变形参数通过信号传输线路(3)依次传出,信号经过壁面锚锁端头(4)到达内置感应芯片(6)的信号接收处理器(5),所述的信号接收处理器(5)对位移参数信号进行数据分析和信号处理,当位移变形量超过锚杆自身承受的最大允许额定变形值时,报警指令通过信号输出管(7)传递至警报器(8),发出报警信号,提醒现场工作人员锚杆支护失效,需及时对支护断面进行加固处理。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述的位移应变计(2)通过信号传输线路(3)连接贯通,并内敷于锚杆杆体(1)中。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述的壁面锚锁端头(4)将锚杆杆体(1)紧密固定于围岩之中,所述的感应芯片(6)安置于信号接收处理器(5)内部,担负位移形变信号的数据处理中枢。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述的警报器(8)是位移应变感应装置,只有当位移变形量超过锚杆自身承受的最大允许额定变形值时,才会发出报警信号。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510664167.2A CN105179017B (zh) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | 位移应变锚杆综合预警系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510664167.2A CN105179017B (zh) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | 位移应变锚杆综合预警系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105179017A true CN105179017A (zh) | 2015-12-23 |
CN105179017B CN105179017B (zh) | 2017-12-08 |
Family
ID=54901370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510664167.2A Expired - Fee Related CN105179017B (zh) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | 位移应变锚杆综合预警系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105179017B (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106351696A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-01-25 | 武汉科技大学 | 一种巷道顶板变形预警装置 |
CN107339124A (zh) * | 2017-08-23 | 2017-11-10 | 山东科技大学 | 煤矿u型钢支架受力监测预警装置 |
CN110067582A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-07-30 | 中国矿业大学 | 用于围岩支护、失稳监测的锚杆及其安装方法 |
CN110296679A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-01 | 中国船舶科学研究中心(中国船舶重工集团公司第七0二研究所) | 一种具备阀杆长期形变监测能力的装置及监测方法 |
CN111780805A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-10-16 | 中国葛洲坝集团第一工程有限公司 | 锚索式岩体应力应变检测系统及方法 |
CN112627871A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-09 | 上海应用技术大学 | 一种可伸缩的自动卸压式锚杆 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201010905Y (zh) * | 2007-03-27 | 2008-01-23 | 鞠文君 | 测力锚杆 |
US20130015963A1 (en) * | 2009-12-11 | 2013-01-17 | Safemine Ag | Person-based Method and Device for Generating Proximity Warnings |
CN204002882U (zh) * | 2014-06-13 | 2014-12-10 | 山东科技大学 | 一种多功能锚杆 |
CN204514514U (zh) * | 2015-04-07 | 2015-07-29 | 中国矿业大学 | 一种检测锚杆轴力和弯矩力的装置 |
CN104833303A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-12 | 广西大学 | 用于监测锚杆变形的装置 |
CN205025504U (zh) * | 2015-10-15 | 2016-02-10 | 王新丰 | 位移应变锚杆综合预警系统 |
-
2015
- 2015-10-15 CN CN201510664167.2A patent/CN105179017B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201010905Y (zh) * | 2007-03-27 | 2008-01-23 | 鞠文君 | 测力锚杆 |
US20130015963A1 (en) * | 2009-12-11 | 2013-01-17 | Safemine Ag | Person-based Method and Device for Generating Proximity Warnings |
CN204002882U (zh) * | 2014-06-13 | 2014-12-10 | 山东科技大学 | 一种多功能锚杆 |
CN204514514U (zh) * | 2015-04-07 | 2015-07-29 | 中国矿业大学 | 一种检测锚杆轴力和弯矩力的装置 |
CN104833303A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-12 | 广西大学 | 用于监测锚杆变形的装置 |
CN205025504U (zh) * | 2015-10-15 | 2016-02-10 | 王新丰 | 位移应变锚杆综合预警系统 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106351696A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-01-25 | 武汉科技大学 | 一种巷道顶板变形预警装置 |
CN106351696B (zh) * | 2016-11-07 | 2018-06-29 | 武汉科技大学 | 一种巷道顶板变形预警装置 |
CN107339124A (zh) * | 2017-08-23 | 2017-11-10 | 山东科技大学 | 煤矿u型钢支架受力监测预警装置 |
CN110067582A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-07-30 | 中国矿业大学 | 用于围岩支护、失稳监测的锚杆及其安装方法 |
WO2020224223A1 (zh) * | 2019-05-05 | 2020-11-12 | 中国矿业大学 | 用于围岩支护、失稳监测的锚杆及其安装方法 |
CN110296679A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-01 | 中国船舶科学研究中心(中国船舶重工集团公司第七0二研究所) | 一种具备阀杆长期形变监测能力的装置及监测方法 |
CN111780805A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-10-16 | 中国葛洲坝集团第一工程有限公司 | 锚索式岩体应力应变检测系统及方法 |
CN111780805B (zh) * | 2020-06-05 | 2022-04-05 | 中国葛洲坝集团第一工程有限公司 | 锚索式岩体应力应变检测系统及方法 |
CN112627871A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-09 | 上海应用技术大学 | 一种可伸缩的自动卸压式锚杆 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105179017B (zh) | 2017-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105179017A (zh) | 位移应变锚杆综合预警系统 | |
CN100555000C (zh) | 一种非接触式矿山压力观测及评价方法 | |
CN103233777B (zh) | 一种顶板安全矿压监测方法及装置 | |
CN205025504U (zh) | 位移应变锚杆综合预警系统 | |
Li et al. | Acoustic emission monitoring technology for coal and gas outburst | |
CN102021919A (zh) | 一种基坑无线监测报警装置及其监测方法 | |
CN206308693U (zh) | 一种自测应力的锚杆 | |
CN103244185B (zh) | 一种锚杆支护巷道顶板离层失稳预警方法 | |
CN102797491A (zh) | 一种煤矿动力灾害的光纤光栅监测系统及方法 | |
Liu et al. | A case study of collapses at the Yangshan tunnel of the Coal Transportation Channel from the Western Inner Mongolia to the Central China | |
CN104832163A (zh) | 一种煤矿地下开采中冲击地压危险性的监测方法 | |
CN107870351A (zh) | 一种孔内及孔外双重固定可回收式微震传感器安装方法 | |
CN213598023U (zh) | 一种煤矿巷道多方位应力与形变无线监测预警系统 | |
CN204112362U (zh) | 一种可检测土压力的路基挡土墙 | |
CN104775849A (zh) | 煤矿采场瓦斯与煤自燃耦合灾害监测系统及其监测方法 | |
CN203822379U (zh) | 一种煤岩破裂多参量复合测量装置 | |
Zhang et al. | Stability of a roadway below a coal seam under dynamic pressure: a case study of the 11123 floor gas drainage roadway of a mine in huainan, China | |
Zhili et al. | Microseismic characteristic analysis in deep TBM construction tunnels | |
CN205879155U (zh) | 一种中深孔角度测量装置 | |
CN206638159U (zh) | 一种智能安全锚杆 | |
Lyu et al. | Deformation monitoring and stability analysis of shaft lining in weakly cemented stratum | |
CN204612716U (zh) | 一种隧道监控量测用收敛测点辅助装置 | |
CN203587255U (zh) | 一种用于检测煤矿巷帮围岩压力的光纤Bragg光栅土压力传感装置 | |
Wei et al. | A case study of damage energy analysis and an early warning by microseismic monitoring for large area roof caving in shallow depth seams | |
CN207991484U (zh) | 对井壁进行监测的钢弦式传感器系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160713 Address after: 411105 School of energy engineering, Xiangtan University, 5 Gao Ling Road, Yuhu District, Xiangtan, Hunan Applicant after: XIANGTAN University Address before: 411105 School of energy engineering, Xiangtan University, 5 Gao Ling Road, Yuhu District, Xiangtan, Hunan Applicant before: Wang Xinfeng |
|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171208 Termination date: 20211015 |