CN110953008B

CN110953008B - 一种巷道围岩变形监测锚杆、在线监测装置及监测方法

Info

Publication number: CN110953008B
Application number: CN201911209972.0A
Authority: CN
Inventors: 姚强岭; 马军强; 王烜辉; 李学华; 朱柳; 夏泽; 徐强
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2039-11-29
Also published as: CN110953008A

Abstract

本发明公开了一种巷道围岩变形监测锚杆、在线监测装置及监测方法，属于煤矿井下巷道围岩控制技术领域，解决了现有技术中巷道围岩变形监测手段受到人为因素的严重影响，不能实时地、直观有效的反映巷道围岩应力及变形状态这一不足等问题。本发明监测锚杆包括包括锚杆杆体和锚杆托盘；锚杆托盘在不同变形下显示不同的颜色，通过锚杆托盘的颜色变化监测巷道围岩变形程度；锚杆托盘包括托盘端面和托盘凹部，托盘凹部底面设置有中心孔，中心孔尺寸与锚杆杆体匹配；托盘凹部壁厚大于托盘端面的壁厚，托盘凹部侧壁纵截面为弧形。本发明监测锚杆及在线监测装置可实时监测巷道围岩变形情况。

Description

一种巷道围岩变形监测锚杆、在线监测装置及监测方法

技术领域

本发明属于煤矿井下巷道围岩控制技术领域，特别涉及一种巷道围岩变形监测锚杆、在线监测装置及监测方法。

背景技术

随着我国大部分煤炭主产区的浅部资源的枯竭，煤矿开采逐步进入深部开采阶段，受深部复杂条件的影响，深部巷道的维护技术难度随之增大，目前国内主流的支护方式是锚杆(索)支护。由于巷道是一种隐蔽工程，其安全隐患不易被发现，因此在生产过程中需要采取技术手段监测巷道围岩的变形情况。目前国内主要使用顶板离层仪监测巷道围岩变形量，采用十字交叉法人工测量统计分析巷道顶底板及两帮的表面位移。此类方法实施过程复杂，耗费大量的人力物力，采用十字交叉法测量巷道顶底板及两帮的表面位移具有不连续性且容易受到人为因素的严重影响，获取的数据不够严谨，不能实时地、直观有效的反映巷道围岩变形状态。

发明内容

鉴于以上分析，本发明旨在提供一种巷道围岩变形监测锚杆、在线监测装置及监测方法，用以解决已有的巷道围岩变形监测手段需要大量的人力物力且容易受到人为因素的严重影响，获取的数据不够严谨，不能实时地、直观有效的反映巷道围岩变形状态这一不足等问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种巷道围岩变形监测锚杆，包括锚杆杆体和锚杆托盘；

锚杆托盘在不同变形下显示不同的颜色，通过锚杆托盘的颜色变化监测巷道围岩变形程度；

锚杆托盘包括托盘端面和托盘凹部，托盘凹部底面设置有中心孔，中心孔尺寸与锚杆杆体匹配；托盘凹部壁厚大于托盘端面的壁厚，托盘凹部侧壁纵截面为弧形。

锚杆托盘中添加有压致变色材料，使锚杆托盘在不同变形下显示不同的颜色。

锚杆托盘外表面设置有附属显色层，附属显色层在压力变化时颜色变化。

附属显色层为压致变色材料涂装在锚杆托盘外部形成的涂层。

附属显色层为内部封装有压致变色材料的透明树脂夹层，附属显色层通过粘合剂与锚杆托盘粘结。

锚杆杆体为中空的注浆锚杆，用于对巷道围岩进行加固。

还包括螺母和垫片，螺母用于对锚杆托盘施加预紧力，垫片用于防止锚杆托盘中心孔处损坏。

一种巷道围岩变形的在线监测装置，包括上述的监测锚杆，在线监测装置还包括颜色捕获传感器、无线信号传输装置、无线信号收集基站、处理器及显示终端；

颜色捕获传感器用于捕获锚杆托盘的颜色，并将颜色转化为电信号；

无线信号传输装置在巷道顶板沿巷道的轴线方向每隔80～100m布置一台，无线信号传输装置用于传输颜色捕获传感器发出的电信号；

无线信号收集基站用于接收线信号传输装置传输的电信号并将电信号传输至处理器；

处理器将数据处理后发送至显示终端，显示终端图形化显示锚杆托盘变形情况。

颜色捕获传感器设置在两排监测锚杆的中间位置。

一种巷道围岩变形的监测方法，包括以下步骤：

步骤1.安装在线监测装置；

步骤2.颜色捕获传感器实时监测锚杆托盘颜色，并将颜色信号输送至处理器；

步骤3.处理器将颜色信号处理后发送至显示终端，图形化显示锚杆托盘变形情况；

步骤4.根据锚杆托盘变形情况采取安全措施。

与现有技术相比，本发明至少能实现以下技术效果之一：

1)本发明锚杆托盘在承载过程中随着巷道围岩变形量的增加，在有效承载范围内会发生不同策划程度的变形，随着围岩变形量的增大，锚杆托盘在不同的变形阶段在灯光的照射下能够反射出易于区分的不同颜色，可以在井下随时的、直观的检查巷道围岩的变形状态和支护效果。

2)本发明锚杆托盘设置有压致变色材料，托盘在不同应力状态下会发生不同程度的变形，变形延伸率的不同进一步改变荧光材料的密度及堆积排列方式，使得锚杆托盘在不同的变形阶段显示不同颜色。由于锚杆托盘承载时是和巷道围岩紧密贴合的，锚杆托盘上的应力大小即为巷道围岩所受的应力大小，因此，采用带有压致变色性能的锚杆托盘支护巷道，可以实时的精确监测巷道围岩的应力大小，有利于精确的把握巷道围岩应力和变形的实时状态，进而能够及时的预警锚杆破断、托盘失效和顶板垮落等严重的生产安全事故，有效的保证生产安全。

3)本发明可以检验和反馈锚杆(索)施工过程中施加的预紧力的大小，因此可以科学，准确的判断锚杆支护的施工质量，保证锚杆(索)组件能够达到最有益的支护效果。

4)本发明在线监测装置采用具有压致变色性能的监测锚杆、颜色捕获传感器、处理器、显示终端等装置实现巷道围岩变形监测的连续化和智能化，有利于精确的把握巷道围岩变形的实时状态，进而能够及时的预警顶板垮落等严重的生产安全事故，有效的保证生产安全。

5)本发明锚杆托盘中心部位下凹形成托盘凹部和托盘端面，且增大了凹凸部分的几何尺寸，使其在承载时具有更大的延伸变形率，在巷道围岩变形增大时有一定的缓冲变形量，不易发生瞬时断裂破坏。

6)本发明锚杆托盘在各拐角部位设计了圆弧倒角，并且在螺母与锚杆托盘之间设置了垫片，可以避免托盘承载时出现应力集中现象而导致托盘断裂破坏。

7)本发明采用为中空的注浆锚杆(索)，可配合在线监测系统监测预报对巷道进行补强，可加强支护效果，防止锚杆(索)托盘由于受力过大发生破断，进一步阻止围岩应力和变形增大，保证巷道围岩在服务期间的稳定性，提高矿井生产的安全性和生产效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。

图1是实施例1的监测锚杆示意图；

图2实施例1的锚杆托盘示意图；

图3实施例1采用变形指示装置示意图A；

图4实施例1采用变形指示装置示意图B；

图5实施例2在线监测装置巷道分布示意图；

图6实施例3在线监测流程示意图。

附图标记：1-锚杆杆体；2-锚杆托盘；201-附属显色层；3-螺母；4-垫片；5-压致变色材料；6-监测锚杆；7-颜色捕获传感器；8-无线信号传输装置；9-无线信号收集基站；10-电脑；11-变形指示装置；1101-外壳；1102-弹簧；1103-颜色指示条；1104-窗口。

具体实施方式

以下结合具体实施例对一种巷道围岩变形监测锚杆、在线监测装置及监测方法作进一步的详细描述，这些实施例只用于比较和解释的目的，本发明不限定于这些实施例中。

实施例1

一种巷道围岩变形监测锚杆，如图1-图2所示，包括锚杆杆体1和锚杆托盘2；锚杆托盘2可以在不同形变下显示不同颜色。

锚杆托盘2包括托盘端面和托盘凹部，托盘凹部底面设置有中心孔，中心孔尺寸与锚杆杆体1直径匹配；托盘凹部壁厚大于托盘端面的壁厚，托盘凹部侧壁纵截面为弧形。

本发明锚杆托盘2中心部位下凹形成托盘凹部和托盘端面，且增大了凹凸部分的几何尺寸，使其在承载时具有更大的延伸变形率，在巷道围岩变形增大时有一定的缓冲变形量，不易发生瞬时断裂破坏；本发明锚杆托盘2在各拐角部位设计了圆弧倒角，半径为8mm，进而可以避免托盘承载时出现应力集中现象而导致托盘断裂破坏。

锚杆托盘2的长(宽)度L为100～200mm，托盘端面一翼长度a为20～40mm；托盘端面厚度h₁为5～10mm；托盘底部厚度h₂为8～15mm、；托盘凹部深度h₃为30～40mm；托盘底部宽度30～40mm；托盘凹部内侧半径R₁为60～100mm；托盘凹部外侧半径R₂为150～250mm；拐角圆弧半径r为5～15mm；Ф为托盘中心孔直径，根据所使用的锚杆直径大小而定。

具体的锚杆托盘2的外形形状如图2所示。锚杆托盘2的尺寸规格为：锚杆托盘2的长(宽)度L为150mm，托盘端面一翼长度a为30mm；托盘端面厚度h₁为8mm；托盘底部厚度h₂为10mm、；托盘凹部深度h₃为35mm；托盘底部宽度35mm；托盘凹部内侧半径R₁为80mm；托盘凹部外侧半径R₂为200mm；拐角圆弧半径r为8mm。

用于巷道围岩支护的监测锚杆6还包括螺母3和垫片4，螺母3和垫片4用于将锚杆杆体1和锚杆托盘2连接固定在巷道围岩上，并且通过螺母3给锚杆施加预紧力，改变围岩的应力状态；垫片4可防止锚杆杆体1与锚杆托盘2接触的部分应力集中而发生破坏。

为了使锚杆托盘在不同变形、不同受力状态下显示出不同的颜色，可在锚杆托盘制作过程中添加压致变色材料，使锚杆托盘在不同变形下显示不同的颜色。

锚杆托盘2可通过外部设置附属显色层201实现不同变形显示不同的颜色。附属显色层201可以是将压致变色材料5以涂层的方式直接涂装在锚杆托盘2表面，亦可将此压致变色材料5封装于高强度的透明树脂夹层中，通过高强度粘合剂将其与锚杆托盘2粘结。通过锚杆托盘2附属显色层201中的压致变色材料5的颜色变化监测巷道围岩所处的应力状态。

相对于机械结构指示灯、电池等的组合显示不同色彩的，结复杂、实施困难，且机械结构中零件过多，中间环节易出现问题，一致性也难以保证。本发明采用压致变色材料结构简单、易于实施、且杜绝了出现中间零件连接等问题的可能性，监测机理为主动监测。

具有压致变色性质的材料是一种新型的智能材料,它在应力传感器、信息存储、荧光开关和发光器件等领域具有非常广泛的应用。

本实施例中压致变色材料主要成分为A元素、B元素的离子掺杂在C元素的固溶体氧化物中，形成的(A_mC_1-m-n)(B_nC_1-m-n)O_k固溶体氧化物，m、n为摩尔分数，0.005<m<0.3，0.001<n<0.2，k为自然数；(A_mC_1-m-n)(B_nC_1-m-n)O_k固溶体氧化物在混合物中质量百分数为x；C的氢氧化物为质量百分数为y、A元素的氧化物、A元素的氢氧化物、B元素的氧化物、B元素的氢氧化物和C元素的氧化物的质量百分数总和为z，50％<x<85％,20％<y<50％,且满足x+y+z＝1。所述的A元素为元素锡、稼或铝中的一种，B元素为稀土元素钇、钪、镧、铈、镨、铷、钷、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥或钆中的一种，C元素为铟、钒、钨、钼、锰,镍、钴或锌中的一种。

上述压致变色材料具有较高的耐温特性，可承受400℃高温或更高；且具有更长的使用寿命，一般的压致变色材料的使用寿命为2-3年；该材料压致变色的应力范围为0.0001-1GPa，一般的有机变色材料的压力范围为0.1-1GPa，所以该材料压致变色的敏感性很高；可以实现浅色到深色的连续变色，可以实现从米黄色到蓝色和蓝黑色的连续变色。

本实施例中采用含量约65％(Sn_0.0825In_0.7925)(La_0.125In_0.7925)O₃和30％氢氧化铟，氧化镧、氢氧化镧、氧化铟、氧化锡、氢氧化锡质量百分数总共约5％的混合物，作为压致变色材料。采用氢氧化铟、氢氧化锡和氧化镧固体作为原料，按上述摩尔分数混合均匀，加水研磨，在400±50℃加热保温，冷却后得到上述压致变色材料。

本发明将上述压致变色材料5密封于两片高强度的树脂间做成锚杆托盘2附属显色层201，采用高强度粘合剂粘贴于托盘外表面，采用颜色捕获传感器7实时收集附属显色层201中反射出的颜色，通过信号转化进行反演，如果托盘受到的力增大，则显色层中粉末的颜色会发生变化或者反射出的信号强度会发生变化，由此可以监测此处锚杆托盘2所受到的应力大小，实现巷道围岩稳定性的智能化实时监测，出现潜在危险时及时采取补强支护措施，避免安全事故发生。

由于锚杆(索)托盘承载时是和巷道围岩紧密贴合的，由牛顿第三定律可知，锚杆(索)托盘上的应力大小即为巷道围岩所受的应力大小，因此，采用带有压致变色涂层的锚杆(索)托盘支护巷道，可以实时的精确监测巷道围岩的应力大小，有利于精确的把握巷道围岩应力和变形的实时状态，进而能够及时的预警锚杆(索)破断、托盘失效和顶板垮落等严重的生产安全事故，有效的保证生产安全。

本发明锚杆托盘2附属显色层201受力时颜色变化与受力范围之间的匹配关系通过实验室测试得到锚杆托盘2处于不同应力状态下的颜色范围形成标准显色对比卡，如在托盘受力仅为与预紧应力时为米黄色，此为I级受力状态；托盘受力为极限强度的50％时为橙黄色，此为II级受力状态；托盘受力为极限强度的80％时为蓝色，此为III受力状态；托盘受力为极限强度的90％时为深蓝色，此为IV受力状态。

本发明锚杆托盘2与煤矿常用的锚杆托盘2相比的有益效果体现在：①可以通过观察托盘附属显色层201的颜色状态判断所施加的锚杆预紧力的大小，直观的校验锚杆支护的施工质量是否达到设计要求标准；②在托盘的有效承载范围内，托盘附属显色层201的颜色会随着托盘所受的应力状态的改变而发生变化，且压力值越大，显色层的颜色越深。

优选的，为了在锚杆(索)托盘受力较大时能够及时进行补强支护，本发明所采用的锚杆(索)为中空的注浆锚杆(索)，用于对巷道围岩进行二次加固，防止围岩出现大的变形，有效的保证巷道在服务期间的稳定性。

通过颜色变化显示锚杆托盘2的变形情况从而监测巷道的变形情况，可在锚杆托盘上设置有形指示装置11，变形指示装置11在锚杆托盘不同的变形下显示不同的颜色。

如图3所示，在托盘端面和托盘凹部之间连接一个变形指示装置11，变形指示装置11包括外壳1101、弹簧1102和颜色指示条1103；弹簧1102和颜色指示条1103设置在外壳1101内部，弹簧1102一端与托盘凹部相连，另一端与颜色指示条1103相连，颜色指示条1103上根据变形等级划分四个不同颜色的区域，外壳1101上设置窗口1104。锚杆托盘2产生不同等级的形变时，弹簧1102拉动颜色指示条1103滑动，从而在窗口1104处展现不同变形对应的颜色。

也可如图4所示，变形指示装置11两端均连接在托盘端面，这样能更准确的显示整个锚杆托盘2的变形情况。采用变形指示装置11时结构简单，易于实施。

实施例2

一种巷道围岩变形的在线监测装置，如图5所示，包括实施例1中的监测锚杆6，还包括颜色捕获传感器7、无线信号传输装置8、无线信号收集基站9和电脑10；颜色捕获传感器7用于捕获锚杆托盘2附属显色层201或窗口1104中显示的颜色指示条1103的颜色变化；无线信号传输装置8用于传输颜色捕获传感器7捕获的颜色信号；无线信号收集基站9用于接收线信号传输装置传输的颜色信号并将颜色信号传输至电脑10。

本实施例中的颜色捕获传感器7同时具有补光特性和无线信号发射功能，电脑10中安装有巷道围岩变形的在线监测系统，该系统具有收集、处理、分析数据和数据可视化及结果评价的功能。经过系统处理后的数据，可以将巷道围岩实时的三维形状和锚杆托盘2的应力状态可视化，最后得到的是一定区域范围的应力状态，根据其颜色分布范围，可以判断该区域的围岩应力状态处于那个阶段，进一步判断是否需要实施补强支护。

在巷道的掘进过程中，采用本发明提供的具有压致变色性质的锚杆托盘2按照支护的设计要求完成支护。

颜色捕获传感器7设置在两排锚杆的中间位置，每个颜色捕获传感器7对应监测两个托盘，具体的定位根据支护方案提供的锚杆间排距而定。

在巷道顶板沿巷道的轴线方向每隔一定的距离，如100m，布置一台无线信号传输装置8。

无线信号收集基站9设置在沿着工作面推进方向的巷道端头位置。

无线信号收集基站9收集的数据经过光纤传输到调度室的巷道围岩变形监测专用电脑10，再经过电脑10对井下传来的信号数据进行处理分析及可视化，并提供巷道围岩变形状态的评价报告。

本实施例中的装置通过颜色捕获传感器7和无线信号传输、收集和信号处理分析及可视化系统对巷道围岩的变形状态尽心实时在线监测并提供评价报告，可以大幅度降低劳动强度、提高巷道围岩变形监测数据的准确性，实现巷道围岩变形监测的连续化和智能化，有利于精确的把握巷道围岩变形的实时状态，进而能够及时的预警顶板垮落等严重的生产安全事故，有效的保证生产安全。

实施例3

一种在线监测巷道围岩应力状态的方法，如图6所示，采用实施例2的在线监测装置，包括以下步骤：

步骤1.将锚杆按照支护的设计要求完成支护，锚杆包括锚杆杆体1和锚杆托盘2，锚杆托盘2外部设置有托盘附属显色层201或变形指示装置11，托盘与附属显色层201之间采用高强度粘合剂粘结；

步骤2.安装颜色捕获传感器7及信号传输装置；

步骤3.巷道围岩变形时锚杆托盘2应力状态改变，锚杆托盘2颜色发生变化；

步骤4.颜色捕获传感器7实时监测锚杆6托盘2颜色变化，锚杆托盘2颜色发生变化时，信号传输装置将颜色捕获传感器7捕获的颜色信号输送至处理器；

步骤5.处理器将颜色信号处理后发送至显示终端，图形化显示锚杆托盘2受力情况；

步骤6.根据颜色变化监测锚杆支护效果，必要时采取安全措施。

步骤3中：在锚杆安装完成，施加了预紧力之后比对锚杆托盘2附属层的颜色与标准比色卡的颜色范围，反推托盘此时所受的应力大小，以此来判断施工质量是否设计要求；

或在施加预紧力后观察变形指示装置11窗口1104显示的颜色是处于正常颜色位置。

处于I级受力状态时，锚杆托盘2显示的颜色为米黄色，此时锚杆托盘2的所受应力大小为初始预应力的大小；

处于II级受力状态时，锚杆托盘2显示的颜色为橙黄色，此时锚杆托盘2的所受应力大小为托盘极限载荷的50％，需要采取补强支护措施；

处于III级受力状态时，锚杆托盘2显示的颜色为蓝色，此时锚杆托盘2的所受应力大小为托盘极限载荷的80％；

处于IV级受力状态时，锚杆托盘2显示的颜色为深蓝色，此时锚杆托盘2的所受应力大小为托盘极限载荷的90％，托盘即将发生破坏失去承载能力。

步骤4中：信号传输装置包括无线信号传输装置8和无线信号收集基站9，无线信号传输装置8将颜色捕获传感器7捕获的颜色信号传输至无线信号收集基站9，无线信号收集基站9通过光纤将颜色信号传输至处理器。

步骤6中，锚杆托盘2应力处于Ⅱ级受力状态反射出橙黄色时，显示终端发出预警，采取补强支护措施。

优选的，锚杆杆体1为中空的注浆锚杆，通过反射出橙黄色的锚杆托盘2对应的注浆锚杆注浆进行补强支护。

考虑到只对变形区的围岩进行注浆补强可能会使变形区周围区域产生应力集中等情况，进一步的，对反射出的锚杆托盘2对应的注浆锚杆及其外围3m进行注浆补强；为了防止对变形区补强后，变形区关于巷道轴线对称的区域产生应力集中发生形变，对反射出色的锚杆托盘2对应的注浆锚杆及其关于巷道轴线对称位置的注浆锚杆同时进行注浆补强。

步骤6中，锚杆托盘2应力处于IV级受力状态反射出深蓝色时，托盘即将失去承载能力，撤离工作人员。

本实施例中的装置采用具有压致变色性质的锚杆托盘附属显色层，通过颜色捕获传感器7和无线信号传输、收集和信号处理分析及可视化系统对巷道围岩的变形状态尽心实时在线监测并提供评价报告，可以大幅度降低劳动强度、提高巷道围岩变形监测数据的准确性，实现巷道围岩变形监测的连续化和智能化，有利于精确的把握巷道围岩变形的实时状态，进而能够及时的预警顶板垮落等严重的生产安全事故，有效的保证生产安全。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种巷道围岩变形监测锚杆，其特征在于，包括锚杆杆体和锚杆托盘；

所述锚杆托盘在不同变形下显示不同的颜色，通过锚杆托盘的颜色变化监测巷道围岩变形程度；

所述锚杆托盘中添加有压致变色材料，使锚杆托盘在不同变形下显示不同的颜色；

或所述锚杆托盘外表面设置有附属显色层，所述附属显色层在压力变化时颜色发生变化；

所述附属显色层为压致变色材料涂装在锚杆托盘外部形成的涂层；

或所述附属显色层为内部封装有压致变色材料的透明树脂夹层，所述附属显色层通过粘合剂与锚杆托盘粘结；

所述锚杆托盘包括托盘端面和托盘凹部，所述托盘凹部底面设置有中心孔，所述中心孔尺寸与锚杆杆体匹配；所述托盘凹部壁厚大于所述托盘端面的壁厚，所述托盘凹部侧壁纵截面为弧形；

所述压致变色材料包括(A_mC_1-m-n)(B_nC_1-m-n)O_k固溶体氧化物，m、n为摩尔分数，0.005<m<0.3，0.001<n<0.2，k为自然数；

所述A元素为元素锡、稼或铝中的一种，B元素为稀土元素钇、钪、镧、铈、镨、铷、钷、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥或钆中的一种，C元素为铟、钒、钨、钼、锰,镍、钴或锌中的一种。

2.根据权利要求1所述的巷道围岩变形监测锚杆，其特征在于，所述锚杆杆体为中空的注浆锚杆，用于对巷道围岩进行加固。

3.根据权利要求1所述的巷道围岩变形监测锚杆，其特征在于，还包括螺母和垫片，所述螺母用于对锚杆托盘施加预紧力，所述垫片用于防止锚杆托盘中心孔处损坏。

4.一种巷道围岩变形的在线监测装置，其特征在，包括权利要求1-3任一项所述的监测锚杆，在线监测装置还包括颜色捕获传感器、无线信号传输装置、无线信号收集基站、处理器及显示终端；

所述颜色捕获传感器用于捕获锚杆托盘的颜色，并将颜色转化为电信号；

无线信号传输装置在巷道顶板沿巷道的轴线方向每隔80～100m布置一台，所述无线信号传输装置用于传输所述颜色捕获传感器发出的电信号；

所述无线信号收集基站用于接收线信号传输装置传输的电信号并将所述电信号传输至处理器；

所述处理器将数据处理后发送至显示终端，显示终端图形化显示锚杆托盘变形情况。

5.根据权利要求4所述的巷道围岩变形的在线监测装置，其特征在，所述颜色捕获传感器设置在两排监测锚杆的中间位置。

6.根据权利要求4或5所述的巷道围岩变形的在线监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.安装所述在线监测装置；

步骤2.所述颜色捕获传感器实时监测锚杆托盘颜色，并将颜色信号输送至处理器；

步骤4.根据锚杆托盘变形情况采取安全措施。