CN106556482B - 一种挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪及其使用方法，外管(4)的一端与内管(3)的一端连接组成连接管，连接管的端部连接有保护罩，在所述的内管(3)上设有至少一个伸张装置(2)，所述的伸张装置(2)上设有支撑管(10)，所述的内管(3)的内壁上布置有至少一个振弦式传感器(5)及与所述的振弦式传感器(5)电连接的采集线(9)，所述的内管(3)的另一端设有伸张装置控制器(8)，所述的外管(4)的另一端设有托盘(6)和带挡板的松紧帽(7)。本发明是一种安装快速、使用简便的挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪及其使用方法。

Description

一种挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪

技术领域

本发明涉及一种挂断面可伸张锚杆应力自动监测的仪器，能够快速、简便安装的自动监测锚杆受力仪器。

技术背景

深部能源与矿产资源的安全、有效开发是关系到国民经济持续发展和国家能源战略安全的重大问题。随着开采深度的不断增加，各种灾害日益增多，如矿井冲击地压和软岩大变形的灾害对安全高效开采造成巨大威胁，而锚杆支护是深部开采所必须的，故研究锚杆在岩体中的受力情况，能更好的为深部安全高效开采得到技术性支撑。

目前，对锚杆应力应变采集的仪器有振弦式锚杆应力监测仪，振弦式锚杆应力监测仪安装过程比较复杂，需先打设好空孔，插入振弦式锚杆应力监测仪并使用注浆机对其注浆，使其与周围岩体耦合，达到监测作用，该过程需要花费大量时间、金钱和人力。

因此，研发一种能够快速、便捷的对岩石作用锚杆力学分析的简易仪器是非常有必要的。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种安装快速、使用简便的挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供该挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪的使用方法。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪，外管的一端与内管的一端连接组成连接管，连接管的端部连接有保护罩，在所述的内管上设有至少一个伸张装置，所述的伸张装置上设有支撑管，所述的内管的内壁上布置有至少一个振弦式传感器及与所述的振弦式传感器电连接的采集线，所述的内管的另一端设有伸张装置控制器，所述的外管的另一端设有托盘和带挡板的松紧帽。

所述的保护罩为由带外螺纹的且设有内螺纹槽的契合锥，所述的内管上设有外螺纹与所述的内螺纹槽旋合连接。

所述的伸张装置为4个。

所述的振弦式传感器为4个。

所述的内管的内壁每隔50cm布置一个所述的振弦式传感器。

为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪的使用方法，按下列具体步骤进行安装：

a.根据监测方案设计传感器安装方位和倾角，在井下施工满足要求的钻孔；

b.将内管顶部的外螺纹旋出外管顶部的不完全扣紧内螺纹槽；

c.将带外螺纹的契合锥的内螺纹槽接入外螺纹；

d.将接好带外螺纹的契合锥的连接管插入施工好的钻孔中；

e.扣上托盘并扭紧带挡板的松紧帽；

f.旋转伸张装置控制器，控制内管上的伸张装置的支撑管，使伸张装置的支撑管贴紧岩体；

g.振弦式传感器的采集线对应接到数据采集仪中，进行锚杆应力自动监测。

采用上述技术方案的挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪及其使用方法，振弦式传感器连线穿过内管直通仪器之外，连接管上部有外螺纹可连接内螺纹保护罩；带外螺纹的契合锥与岩体紧密接触，使整体与钻孔底部岩体耦合良好，待外带螺纹的契合锥与岩体耦合后由托盘与带挡板的松紧帽扣紧，旋转内管上的伸张装置控制器，控制支撑管伸长，使伸张装置贴紧岩体，达到固定作用。

本发明的直接效果在于可以快速、便捷的将传感器安装在岩体钻孔中，并与岩体耦合良好，有效监测岩体中锚杆的受力情况，能更好的分析锚杆在岩体支护中所起到的作用，同时具有安全、快捷、可靠、经济的特点，能有效减少传感器装载的时间，解决大量人力、物力，大幅降低监测成本，提高巷道支护中锚杆受力的数据支撑。

综上所述，本发明是一种安装快速、使用简便的挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪。

附图说明

图1是本发明的使用布置示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是伸张装置的结构示意图。

图4是伸张装置的截面结构示意图。

图5是连接管的结构示意图。

图6是保护罩的结构示意图。

图中：1-带螺纹的契合锥；2-伸张装置；3-内管；4-外管；5-振弦式传感器；6-托盘；7-带挡板的松紧帽；8-伸张装置控制器；9-采集线；10-支撑管；11-内螺纹槽；12-外螺纹；13-不完全扣紧内螺纹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

参见图1、图2、图3、图4、图5和图6，一种挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪，外管4的一端与内管3的一端连接组成连接管，连接管的端部连接有保护罩，在内管3上设有4个伸张装置2，伸张装置2上设有支撑管10，内管3的内壁上每隔50cm布置有4个振弦式传感器5及与振弦式传感器5电连接的采集线9，内管3的另一端设有伸张装置控制器8，外管4的另一端设有托盘6和带挡板的松紧帽7。

具体地，保护罩为设有内螺纹槽11的带外螺纹的契合锥1，内管 3上设有外螺纹12与内螺纹槽11旋合连接。

参见图1、图2、图3、图4、图5和图6，内管3内壁上布置的振弦式传感器5及采集线9组成，可与保护罩连接、拆卸；安装时先将整个仪器打入事先施工好的钻孔中，使带外螺纹的契合锥1与岩体紧密接触，令整体与钻孔底部岩体耦合良好，接着扣上托盘6并将带挡板的松紧帽7扭紧加强锚固力，再通过旋转伸张装置控制器8，使内管3上的支撑管10伸张，来控制伸张装置2与周围岩体紧密接触，完成最终锚固，将四根采集线对应接到数据采集仪中，进行锚杆应力自动监测。

带外螺纹的契合锥1与托盘6及带挡板的松紧帽7共同作用，达到整体装置的伸缩功能。

伸张装置2通过伸张装置控制器8旋转调节支撑管10伸张，调节伸张装置2贴紧岩体。

参见图1、图2、图3、图4、图5和图6，挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪的使用方法，按下列具体步骤进行安装：

a.根据监测方案设计传感器安装方位和倾角，在井下施工满足要求的钻孔；

b.将内管3顶部的外螺纹12旋出外管4顶部的不完全扣紧内螺纹槽13；

c.将带外螺纹的契合锥1的内螺纹槽11接入外螺纹12；

d.将接好带外螺纹的契合锥1的连接管插入施工好的钻孔中；

e.扣上托盘6并扭紧带挡板的松紧帽7；

f.旋转伸张装置控制器8，控制内管3上的伸张装置2的支撑管 10，使伸张装置2的支撑管10贴紧岩体；

g.振弦式传感器5的采集线9对应接到数据采集仪中，进行锚杆应力自动监测。

具体地，在焦家-630中段斜坡道，在U型钢支护的破碎岩体中，根据监测方案设计传感器安装方位和倾角，于断面顶部打设3个直径 50mm左右的钻孔。在内管3壁上固定伸张装置2，内管3通过外管4 内的不扣紧螺纹槽13连接外管4，组成连接管。带外螺纹的契合锥1内螺纹11接入连接管上部的外螺纹12，将将接好带外螺纹的契合锥 1的连接管插入施工好的钻孔中，令整体与钻孔底部岩体耦合良好，接着扣上托盘6并将带挡板的松紧帽7扭紧加强锚固力，再通过旋转伸张装置控制器8，带动内管3及带外螺纹的契合锥1，使内管3上的支撑管10伸张，来控制伸张装置2与周围岩体紧密接触，同时使锚杆仪与钻孔底部岩体加紧耦合，完成最终锚固。再将四根采集线9 对应接到数据采集仪中，进行锚杆应力自动监测。

Claims (5)

1.一种挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪，其特征是：外管(4)的一端与内管(3)的一端连接组成连接管，连接管的端部连接有保护罩，在所述的内管(3)上设有至少一个伸张装置(2)，所述的伸张装置(2)上设有支撑管(10)，所述的内管(3)的内壁上布置有至少一个振弦式传感器(5)及与所述的振弦式传感器(5)电连接的采集线(9)，所述的内管(3)的另一端设有伸张装置控制器(8)，所述的外管(4)的另一端设有托盘(6)和带挡板的松紧帽(7)。

2.根据权利要求1所述的挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪，其特征是：所述的保护罩为由带外螺纹的且设有内螺纹槽(11)的契合锥(1)，所述的内管(3)上设有外螺纹(12)与所述的内螺纹槽(11)旋合连接。

3.根据权利要求1或2所述的挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪，其特征是：所述的伸张装置(2)为4个。

4.根据权利要求1或2所述的挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪，其特征是：所述的振弦式传感器(5)为4个。

5.根据权利要求1或2所述的挂断面可伸张锚杆应力自动监测仪，其特征是：所述的内管(3)的内壁每隔50cm布置一个所述的振弦式传感器(5)。