CN110985081A - 热发电自衡温锚杆及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热发电自衡温锚杆及其制作方法，属于岩土工程技术领域，热发电自衡温锚杆包括锚杆、热发电系统和温度循环系统，锚杆设有空腔体，空腔体内盘设有管道，热发电系统用于吸收锚杆围岩内的热能并将热能转化为电能，温度循环系统与热发电系统电连接，用于循环管道内的换热液；制作方法包括在锚杆空腔体内依次安装隔热板、集热器、热发电器、蓄电器、管道、换热罐和压缩机，在锚杆外安装吸热板、护筒、承压板以及安装温度传感器等。本发明提供的热发电自衡温锚杆及其制作方法，将围岩内的热能并将热能转化为电能，平衡位于锚杆深部和浅部的围岩温度，平衡隧道低温空气与浅部围岩温度，对隧道内外起到了“衡”温的作用。

Description

热发电自衡温锚杆及其制作方法

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，更具体地说，是涉及一种热发电自衡温锚杆及其制作方法。

背景技术

川藏铁路位于高寒与高环境梯度的地区，是世界上科学与技术难题最多、难度最高、最为复杂艰险的交通工程和超大型岩体工程。川藏铁路约占80％线路长度位于海拔3000m以上，其中线路高程在3000m-4000m的段落里程共计589Km，超过4000m的里程共计174Km，全线最高海拔4340Km，海拔每增加1000m空气密度减少约10％。空气密度低，隧道内外温差大，在部分隧道中围岩温度达90℃，隧道外低温空气达-32.2℃，隧道外超低温冷空气对隧道高温围岩造成严重影响。

目前，对于施工过程中遇到温度梯度异常情况主要采取通风和洒水及通风与洒水相结合的降温措施，但当遇到隧道内外温差达上百摄氏度时，外部超低冷空气进入隧道内部，隧道高温围岩受到超低温空气的影响极有可能出现严重事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热发电自衡温锚杆以及制作方法，旨在解决隧道内外温差大，对隧道岩体造成影响的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种热发电自衡温锚杆，包括：锚杆、热发电系统和温度循环系统，锚杆设有空腔体，所述空腔体内盘设有管道，所述管道内流通有换热液；热发电系统设于所述锚杆空腔体内部，所述锚杆周向围岩内的热能通过所述管道传递至所述换热液，所述热发电系统用于吸收所述锚杆周向围岩内的热能并将所述换热液中的热能转化为电能；温度循环系统，设于所述锚杆空腔体内部，与所述热发电系统的电能输出端电性连接，与所述热发电系统交替作业，用于循环所述管道内的换热液。

作为本申请另一实施例，热发电自衡温锚杆还包括温度监测系统，所述温度监测系统设于所述锚杆的锚固端上，与所述热发电系统电能输出端连接，用于监测隧道内部空气温度。

作为本申请另一实施例，所述热发电系统包括吸热板、集热器、热发电器和蓄电器，吸热板为多个且均设于所述锚杆外壁上，用于吸收所述锚杆周向围岩内的热能，所述吸热板的热能输出端连接所述管道，所述吸热板的热能传递给所述管道内的所述换热液；集热器设于所述锚杆内部，与所述管道输出端连接，用于收集所述换热液的热能；热发电器与所述集热器的输出端连接，用于将所述集热器输出的热能转化为电能；所述蓄电器的输入端与所述热发电器的电能输出端连接，用于储存经所述热发电器产生的电能。

作为本申请另一实施例，所述温度循环系统包括换热罐和压缩机，换热罐为封闭状，用于储存换热液；压缩机与所述热发电系统的电能输出端电性连接，所述压缩机的输入端连接所述换热罐，用于抽取所述换热液并泵送所述换热液至所述管道内，所述管道内的换热液借助于所述压缩机的动力在所述管道内循环流动。

作为本申请另一实施例，所述热发电自衡温锚杆还包括设于所述锚杆内部的隔热板，所述隔热板用于分隔所述锚杆内部空间为深部空间和浅部空间两部分，在两部分空间内均设有所述热发电系统和所述温度循环系统；

位于所述锚杆深部空间内的所述温度循环系统用于吸收所述锚杆深部围岩的高温或低温热能，并通过所述管道内的所述换热液循环，平衡所述锚杆深部围岩温度；

位于所述锚杆浅部空间内的所述温度循环系统用于吸收隧道内的低温空气，并通过所述管道内的所述换热液与所述锚杆浅部围岩的高温热能循环，平衡隧道内低温和所述锚杆浅部围岩温度。

作为本申请另一实施例，所述压缩机为两组，两组所述压缩机用于交替向所述管道内泵送所述换热液。

作为本申请另一实施例，所述温度监测系统包括温度传感器、控制器和报警器，温度传感器设于所述锚杆的锚固端上，用于采集隧道内部空气温度；控制器与所述温度传感器的输出端电性连接，用于接收温度信息并设定有判断隧道内空气温度的阈值；报警器与所述控制器的输出端电性连接，当温度值未在所述控制器设定的阈值范围内时，所述报警器产生报警信号。

作为本申请另一实施例，所述锚杆的锚固端上套接有护筒，远离所述护筒的所述锚杆的一端上设有底座，所述护筒内部与所述锚杆之间呈错齿状固定连接，所述护筒用于分解所述锚杆锚固端上的应力。

作为本申请另一实施例，所述管道为毛细管道，所述管道为两排且均匀盘绕在所述锚杆内部，两排所述管道呈十字交叉型设置。

本发明还提供一种热发电自衡温锚杆，包括以下步骤：

在制作好的中空锚杆的空腔体内安装隔热板，所述隔热板将所述锚杆的空腔体分为两部分；

在所述锚杆两部分的空腔体内分别安装集热器、热发电器和蓄电器，并使所述集热器的输出端连接至所述热发电器的输入端上，使所述热发电器的输出端连接至所述蓄电器的输入端上；

将两排管道呈十字交叉型分别均匀盘绕在所述锚杆的两部分的空腔体内，使管道的输出端连接所述集热器；

在所述锚杆两部分空腔体内分别安装换热罐和压缩机，使所述压缩机的输入端连通至换热罐内，使所述压缩机的输出端与所述管道的输入端连接，通过所述压缩机抽取所述换热罐中的换热液，并泵送换热液至所述管道内，使所述管道内的换热液通过所述压缩机的运行在所述管道内循环；使所述热发电器与所述压缩机交替运行作业；

在所述锚杆的外壁上安装多个吸热板，在所述锚杆上设有用于所述吸热板和所述管道连通的开口，使所述吸热板的热能输出端连接所述管道上，使热能向所述管道传递；

在所述锚杆的锚固段安装护筒，使所述护筒与所述锚杆之间呈错齿状固定连接，再将承压板安装在所述护筒上，然后将温度传感器安装至所述承压板上，使所述温度传感器连接控制器和报警器。

本发明提供的热发电自衡温锚杆的有益效果在于：与现有技术相比，本发明热发电自衡温锚杆，在锚杆的空腔体内安装热发电系统和温度循环系统，热发电系统能吸收锚杆围岩内的热能并将热能转化为电能，温度循环系统能向管道内注入换热液并循环换热液，使位于锚杆深部和浅部的围岩内的热能吸收并转化，还能平衡位于锚杆深部和浅部的围岩温度，平衡隧道低温空气与浅部围岩温度，对隧道内外起到了“衡”温的作用，有效防止隧道外低温冷空气对隧道高温岩体的影响，解决了隧道内外温差大，对隧道岩体造成影响的技术问题，具有能将围岩热能转化为电能，供温度循环系统运行便于进行隧道外冷空气与围岩内部高温进行热交换，降低了围岩温差，防止地热不均匀的现象，降低隧道内外高温度梯度带来的危害的技术效果。

本发明提供的热发电自衡温锚杆的制作方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明热发电自衡温锚杆的制作方法，使位于锚杆深部和浅部的围岩内的热能吸收并转化，还能平衡位于锚杆深部和浅部的围岩温度，平衡隧道低温空气与浅部围岩温度，对隧道内外起到了“衡”温的作用，有效防止隧道外低温冷空气对隧道高温岩体的影响和降低了围岩温差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的热发电自衡温锚杆的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的热发电自衡温锚杆的锚固端结构示意图；

图3为本发明实施例提供的热发电自衡温锚杆的中部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的热发电自衡温锚杆的底座端结构示意图；

图5为本发明实施例提供的热发电自衡温锚杆的控制原理框图。

图中：1、锚杆；11、底座；12、锚固端；13、承压板；14、护筒；15、错齿状结构；2、热发电系统；21、吸热板；22、集热器；23、热发电器；24、蓄电器；3、温度循环系统；31、压缩机；4、管道；5、隔热板；6、温度监测系统；61、温度传感器。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及图5，现对本发明提供的热发电自衡温锚杆进行说明。所述热发电自衡温锚杆，包括锚杆1、热发电系统2和温度循环系统3，锚杆1设有空腔体，空腔体内盘设有管道4，管道4内流通有换热液；热发电系统2设于锚杆1空腔体内部，锚杆1周向围岩内的热能通过管道4传递至换热液，热发电系统2用于吸收锚杆1周向围岩内的热能并将换热液中的热能转化为电能；温度循环系统3设于锚杆1空腔体内部，与热发电系统2的电能输出端电性连接，与热发电系统2交替作业，用于循环管道4内的换热液。

本发明提供的热发电自衡温锚杆，与现有技术相比，在锚杆1的空腔体内安装热发电系统2和温度循环系统3，热发电系统2能吸收锚杆1围岩内的热能并将热能转化为电能，温度循环系统3能向管道4内注入换热液并循环换热液，使位于锚杆1深部和浅部的围岩内的热能吸收并转化，还能平衡位于锚杆1深部和浅部的围岩温度，平衡隧道低温空气与浅部围岩温度，对隧道内外起到了“衡”温的作用，有效防止隧道外低温冷空气对隧道高温岩体的影响，解决了隧道内外温差大，对隧道岩体造成影响的技术问题，具有能将围岩热能转化为电能，供温度循环系统3运行便于进行隧道外冷空气与围岩内部高温进行热交换，降低了围岩温差，防止地热不均匀的现象，降低隧道内外高温度梯度带来的危害的技术效果。

在一个具体实施例中，锚杆1为中空锚杆，在锚杆1的两端分别为底座11和锚固端12，在锚固端12上还设有承压板13，将热发电系统2和温度循环系统3分别安装在中空锚杆内，使热发电系统2能够利用隧道围岩内的高温能量进行发电，产生电能后输送给温度循环系统3并推动其运行，温度循环系统3能够循环管道4内的换热液，换热液的往复流动，使得位于锚杆1深部的围岩热能和浅部的围岩热能能够交换，实现了均衡深部和浅部围岩热、对围岩的温度“衡”温的作用。另外，温度循环系统3还能通过吸收位于隧道内低温冷空气的能量，与围岩浅部的高温能量进行热交换，有效消耗围岩热能的同时，降低隧道内外高温度梯度带来的影响。

具体的，管道4呈盘绕状盘设在锚杆1内部，从锚杆1的一端至另一端，管道4内流通有换热液，换热液是能够实现温度交换的一种液体，换热液在管道4内流动且不会从管道4内泄漏，将管道4内吸收的热能交换，最终使管道4内的热能或温度达到“衡”温的特性，使管道4既能吸收围岩深部的热能，又能吸收围岩浅部的热能，并借助于温度循环系统3使不同温度的热能往复循环，达到温度循环的目的。深部围岩或浅部围岩中的热能传递给热发电系统2，将热能转化为电能，以供温度循环系统3运行，热发电系统2和温度循环系统3的交替运行，一方面利用围岩中的热能转化电能，使围岩中的温度达到自“衡”温的目的，另一方面对隧道内部容易出现地热不均的现象，对围岩内的温度进行交换平衡，可部分降低隧道内的温度，避免隧道施工过程中由于突然出现地热过高对施工人员造成伤害。

作为本发明提供的热发电自衡温锚杆的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，热发电自衡温锚杆1还包括温度监测系统6，温度监测系统6设于锚杆1的锚固端12上，与热发电系统2电能输出端连接，用于监测隧道内部空气温度。由于温度监测系统6与隧道内壁靠近，通过热发电系统2提供的电能，能够采集流入至隧道内的低温冷空气温度值，实现对隧道内外温度的实时监测。

作为本发明提供的热发电自衡温锚杆的一种具体实施方式，请参阅图1、图3至图5，热发电系统2包括吸热板21、集热器22、热发电器23和蓄电器24，吸热板21为多个且均设于锚杆1外壁上，用于吸收锚杆1周向围岩内的热能，吸热板21的热能输出端连接管道4，吸热板21的热能传递给管道4内的换热液；集热器22设于锚杆1内部，与管道4输出端连接，用于收集换热液的热能；热发电器23与集热器22的输出端连接，用于将集热器22输出的热能转化为电能；蓄电器24的输入端与热发电器23的电能输出端连接，用于储存经热发电器23产生的电能。

具体的，吸热板21呈圆环形，套接在锚杆1的外壁上，当锚杆1安装到围岩的锚杆1孔中后，吸热板21直接与围岩接触，吸热板21与围岩的接触面积较大，能够吸收围岩中的热能，吸热板21的热能输出至管道4内的换热液上，换热液升温，变成高温液体并具有高温热能，集热器22能够吸收换热液的高温热能，集热器22的输出给热发电器23，热发电器23能够利用换热液的高温热能发电，热能转化为电能，通过蓄电器24将所输出的电能储存起来。具体的，吸热板21、集热器22、热发电器23和蓄电器24均为现有的小型或微型器械或设备，均能安装至锚杆1的内部。

作为本发明提供的热发电自衡温锚杆的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，温度循环系统3包括换热罐和压缩机31，换热罐为封闭状，用于储存换热液；压缩机31与热发电系统2的电能输出端电性连接，压缩机31的输入端连接换热罐，用于抽取换热液并泵送换热液至管道4内，管道4内的换热液借助于压缩机31的动力在管道4内循环流动。通过热发电系统2所输出的电能，带动压缩机31运行，压缩机31从换热罐中抽取换热液，向管道4内泵送，并使换热液在管道4内往复流动，将深部围岩的热能(或温度)与浅部的热能(或温度)得到交换，使围岩中的温度达到自“衡”温的目的，在热发电系统2和温度循环系统3的交替运行情况下，使得围岩中的热能得到利用，还能使围岩温度达到均衡。

具体的，换热罐和压缩机31均为现有小型或微型器械或设备，均能安装至锚杆1的内部。

作为本发明提供的热发电自衡温锚杆的一种具体实施方式，请参阅图1和图3，热发电自衡温锚杆还包括设于锚杆1内部的隔热板5，隔热板5用于分隔锚杆1内部空间为深部空间和浅部空间两部分，在两部分空间内均设有热发电系统2和温度循环系统3；隔热板5两侧分别为深部空间和浅部空间，且两部分空间内的热能不会交换，隔热板5起到了阻挡、隔热的作用。

位于锚杆1深部空间内的温度循环系统3用于吸收锚杆1深部围岩的高温或低温热能，并通过管道4内的换热液循环，平衡锚杆1深部围岩温度，深部空间中易出现高温热能和低温热能不均匀的现象，则通过换热液的循环，可以将深部空间内的温度不均匀的现象得到消除，使深部空间内保持温度一致，即自“衡”温。深部空间内的集热器22、热发电器23和蓄电器24以及压缩机31均位于隔板上，隔板是安装在锚杆1内部的支撑板。

位于锚杆1浅部空间内的温度循环系统3用于吸收隧道内的低温空气，并通过管道4内的换热液与锚杆1浅部围岩的高温热能循环，平衡隧道内低温和锚杆1浅部围岩温度。浅部空间是最容易出现温度不稳定的现象的，由于浅部空间的一端与隧道接触，流入隧道内的低温冷空气会将浅部空间的管道4降温，则浅部空间围岩内的高温会传递给管道4，管道4的一部分的温度升高，另一部分的温度降低，则通过换热液的循环，能使浅部空间内的温度得到平衡，即自衡”温。浅部空间内的集热器22和热发电器23安装在隔热板5上，蓄电器24和压缩机31均位于隔板上，隔板是安装在锚杆1内部的支撑板。

在一个具体实施例中，隔热板5将锚杆的内部空间分为两部分，即锚杆1深部的空间和浅部的空间，深部空间是指当锚杆1插入至围岩中后，锚杆1在围岩中的位置，处于深部的锚杆1，所对应的锚杆1内部的空间；浅部空间是指相对深部空间，靠近隧道内壁侧的空间。在深部空间和浅部空间内均安装有热发电系统2和温度循环系统3，即在锚杆1的内部空间中各安装有两套热发电系统2和温度循环系统3，且深部空间和浅部空间分开独立运行，深部空间内的热发电系统2和温度循环系统3主要针对深部围岩中的热能进行吸收、转化和“衡”温；浅部空间内的热发电系统2和温度循环系统3主要针对浅部围岩中的热能和隧道内低温冷空气对锚杆1的低温热能进行吸收、转化和“衡”温，对围岩起到“衡”温保护的作用。

作为本发明提供的热发电自衡温锚杆的一种具体实施方式，请参阅图1、图3和图4，压缩机31为两组，两组压缩机31用于交替向管道4内泵送换热液。

具体的，压缩机31为微型压缩机，并列设置为两组，作用是分先后顺序依次将换热液泵入至管道4内，由于压缩机31的工作频率存在差异，可交替对换热液在管道4内的循环提供动力支撑，实现换热液在管道4内的循环，达到管道4内的温度“衡”温的作用，对围岩起到“衡”温保护的作用。

作为本发明提供的热发电自衡温锚杆的一种具体实施方式，请参阅图1至图2、图5，温度监测系统6包括温度传感器61、控制器和报警器，温度传感器61设于锚杆1的锚固端12上，用于采集隧道内部空气温度；控制器与温度传感器61的输出端电性连接，用于接收温度信息并设定有判断隧道内空气温度的阈值；报警器与控制器的输出端电性连接，当温度值未在控制器设定的阈值范围内时，报警器产生报警信号。传感器能采集隧道内空气温度值，并将温度信号传递给控制器，通过控制器的自身判断，有两种结果，一是当前的温度值处于所设定的温度阈值，则控制器不向报警器发出信号；二是当前的温度值未处于所设定的温度阈值，则控制器向报警器发出指令，报警器产生报警信号，以提醒工作人员注意。控制器上所设定的温度阈值，是当隧道内的低温冷空气的温度较低时的温度值，这样的作用是，由于低温空气温度低，围岩中的温度较高，防止温度梯度过大，低温冷空气对锚杆1浅部围岩造成影响。

具体的，报警器为声光报警器，可以产生报警信号，以声音和发光为主要报警信号。

作为本发明提供的热发电自衡温锚杆的一种具体实施方式，请参阅图1、图2和图4，锚杆1的锚固端12上套接有护筒14，远离护筒14的锚杆1的一端上设有底座11，护筒14内部与锚杆1之间呈错齿状固定连接，护筒14用于分解锚杆1锚固端12上的应力。在锚杆1的锚固端12上设有错齿状结构15，护筒14内部与锚杆1的错齿状结构15相互固定连接，主要将围岩对锚杆1与锚固端12的部分应力进行分解，通过设置错齿状结构15的锚杆1，可以有效避免锚杆1与锚固端12发生破坏的问题。

作为本发明提供的热发电自衡温锚杆的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，管道4为毛细管道，管道4为两排且均匀盘绕在锚杆1内部，两排管道4呈十字交叉型设置。毛细管道或称毛细盘管，呈曲线状盘绕在锚杆1的空腔体内，管道4为两排，该两排管道4呈十字交叉型排布。由于隔热板5将锚杆1内部空间分成了两部分，因此在锚杆1内部共设有四排管道4，即深部空间内设有两排管道4，浅部空间内设有两排管道4。

本发明的热发电自衡温锚杆还具有节能环保的特点，能够充分利用隧道围岩深部丰富热资源并对热资源进行充分利用，将热能转化为电能，变害为宝，以供温度循环系统3的运行，充分体现了绿色环保的思想。

本发明的热发电自衡温锚杆还具有模块化程度高的特点，可提高工作效率，主要由三大模块组成：热发电系统2、温度循环系统3和温度监测系统6，各个模块之间紧密连接，相辅相成，热发电系统2给温度循环系统3和温度监测系统6提供正常工作所需的电能，温度监测系统6对隧道内温度进行监测，达到了平衡温度的效果。

本发明还提供一种热发电自衡温锚杆的制作方法，包括以下步骤：

在制作好的中空锚杆1的空腔体内安装隔热板5，隔热板5将锚杆1的空腔体分为两部分；

在锚杆1两部分的空腔体内分别安装集热器22、热发电器23和蓄电器24，并使集热器22的输出端连接至热发电器23的输入端上，使热发电器23的输出端连接至蓄电器24的输入端上；

将两排管道4呈十字交叉型分别均匀盘绕在锚杆1的两部分的空腔体内，使管道4的输出端连接集热器22；

在锚杆1两部分空腔体内分别安装换热罐和压缩机31，使压缩机31的输入端连通至换热罐内，使压缩机31的输出端与管道4的输入端连接，通过压缩机31抽取换热罐中的换热液，并泵送换热液至管道4内，使管道4内的换热液通过压缩机31的运行在管道4内循环；使热发电器23与压缩机31交替运行作业；

在锚杆1的外壁上安装多个吸热板21，在锚杆1上设有用于吸热板21和管道4连通的开口，使吸热板21的热能输出端连接管道4上，使热能向管道4传递；

在锚杆1的锚固段安装护筒14，使护筒14与锚杆1之间呈错齿状固定连接，再将承压板13安装在护筒14上，然后将温度传感器61安装至承压板13上，使温度传感器61连接控制器和报警器。

本发明提供的热发电自衡温锚杆的制作方法，与现有技术相比，本发明热发电自衡温锚杆的制作方法，使位于锚杆1深部和浅部的围岩内的热能吸收并转化，还能平衡位于锚杆1深部和浅部的围岩温度，平衡隧道低温空气与浅部围岩温度，对隧道内外起到了“衡”温的作用，有效防止隧道外低温冷空气对隧道高温岩体的影响和降低了围岩温差。

在安装集热器22之前，先在锚杆1的空腔体内安装隔板，隔板是用于支撑集热器22、热发电器23、蓄电器24和压缩机31，起到了支撑的作用。

具体的，在锚杆1安装完成后，将锚杆1插入至隧道内的锚杆1孔内，在锚杆1的外壁与围岩之间填充混凝土，使锚杆1与隧道连为一体。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.热发电自衡温锚杆，其特征在于，包括：

锚杆，设有空腔体，所述空腔体内盘设有管道，所述管道内流通有换热液；

热发电系统，设于所述锚杆空腔体内部，所述锚杆周向围岩内的热能通过所述管道传递至所述换热液，所述热发电系统用于吸收所述锚杆周向围岩内的热能并将所述换热液中的热能转化为电能；以及

温度循环系统，设于所述锚杆空腔体内部，与所述热发电系统的电能输出端电性连接，与所述热发电系统交替作业，用于循环所述管道内的换热液。

2.如权利要求1所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，还包括温度监测系统，所述温度监测系统设于所述锚杆的锚固端上，与所述热发电系统电能输出端连接，用于监测隧道内部空气温度。

3.如权利要求1所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述热发电系统包括：

吸热板，为多个且均设于所述锚杆外壁上，用于吸收所述锚杆周向围岩内的热能，所述吸热板的热能输出端连接所述管道，所述吸热板的热能传递给所述管道内的所述换热液；

集热器，设于所述锚杆内部，与所述管道输出端连接，用于收集所述换热液的热能；

热发电器，与所述集热器的输出端连接，用于将所述集热器输出的热能转化为电能；以及

蓄电器，所述蓄电器的输入端与所述热发电器的电能输出端连接，用于储存经所述热发电器产生的电能。

4.如权利要求1所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述温度循环系统包括：

换热罐，为封闭状，用于储存换热液；以及

压缩机，与所述热发电系统的电能输出端电性连接，所述压缩机的输入端连接所述换热罐，用于抽取所述换热液并泵送所述换热液至所述管道内，所述管道内的换热液借助于所述压缩机的动力在所述管道内循环流动。

5.如权利要求1所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述热发电自衡温锚杆还包括设于所述锚杆内部的隔热板，所述隔热板用于分隔所述锚杆内部空间为深部空间和浅部空间两部分，在两部分空间内均设有所述热发电系统和所述温度循环系统；

位于所述锚杆深部空间内的所述温度循环系统用于吸收所述锚杆深部围岩的高温或低温热能，并通过所述管道内的所述换热液循环，平衡所述锚杆深部围岩温度；

位于所述锚杆浅部空间内的所述温度循环系统用于吸收隧道内的低温空气，并通过所述管道内的所述换热液与所述锚杆浅部围岩的高温热能循环，平衡隧道内低温和所述锚杆浅部围岩温度。

6.如权利要求4所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述压缩机为两组，两组所述压缩机用于交替向所述管道内泵送所述换热液。

7.如权利要求2所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述温度监测系统包括：

温度传感器，设于所述锚杆的锚固端上，用于采集隧道内部空气温度；

控制器，与所述温度传感器的输出端电性连接，用于接收温度信息并设定有判断隧道内空气温度的阈值；以及

报警器，与所述控制器的输出端电性连接，当温度值未在所述控制器设定的阈值范围内时，所述报警器产生报警信号。

8.如权利要求1所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述锚杆的锚固端上套接有护筒，远离所述护筒的所述锚杆的一端上设有底座，所述护筒内部与所述锚杆之间呈错齿状固定连接，所述护筒用于分解所述锚杆锚固端上的应力。

9.如权利要求1所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述管道为毛细管道，所述管道为两排且均匀盘绕在所述锚杆内部，两排所述管道呈十字交叉型设置。

10.一种热发电自衡温锚杆的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

在制作好的中空锚杆的空腔体内安装隔热板，所述隔热板将所述锚杆的空腔体分为两部分；

在所述锚杆两部分的空腔体内分别安装集热器、热发电器和蓄电器，并使所述集热器的输出端连接至所述热发电器的输入端上，使所述热发电器的输出端连接至所述蓄电器的输入端上；

将两排管道呈十字交叉型分别均匀盘绕在所述锚杆的两部分的空腔体内，使管道的输出端连接所述集热器；

在所述锚杆两部分空腔体内分别安装换热罐和压缩机，使所述压缩机的输入端连通至换热罐内，使所述压缩机的输出端与所述管道的输入端连接，通过所述压缩机抽取所述换热罐中的换热液，并泵送换热液至所述管道内，使所述管道内的换热液通过所述压缩机的运行在所述管道内循环；使所述热发电器与所述压缩机交替运行作业；

在所述锚杆的外壁上安装多个吸热板，在所述锚杆上设有用于所述吸热板和所述管道连通的开口，使所述吸热板的热能输出端连接所述管道上，使热能向所述管道传递；

在所述锚杆的锚固段安装护筒，使所述护筒与所述锚杆之间呈错齿状固定连接，再将承压板安装在所述护筒上，然后将温度传感器安装至所述承压板上，使所述温度传感器连接控制器和报警器。

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