CN203239395U - 一种巷道围岩灾害的智能锚杆预警监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种巷道围岩灾害的智能锚杆预警监测系统，该系统由动静组合智能预警锚杆组、单片机预警终端、监控主机以及上位机组成，动静组合智能预警锚杆组提供适应高地应力硬脆围岩灾害破坏特点的让压支护功能，同时还利用监控主机和上位机系统对数据无线传输的单片机预警终端信息进行综合处理，进而构成全巷道围岩智能锚杆监测网络系统。实现远距离综合监控预警。本实用新型对于巷道围岩灾害能近距离预警、远距离综合监测并具有可靠支护调控作用，具有针对性强、安全可靠、自动化程度高、监测数据实时、应用范围广泛的优点。

Description

一种巷道围岩灾害的智能锚杆预警监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种巷道围岩灾害的预警监测系统，特别是涉及一种巷道围岩灾害的智能锚杆预警监测系统，属于地下围岩灾害预警监测领域。 

背景技术

深部开采是目前矿山实现可持续发展的未来趋势，岩爆等巷道围岩灾害是深部作业环境的地下岩体工程中复杂安全问题，严重地威胁着地下结构、人员和设备的安全，对岩爆等围岩灾害进行预警监测并采取调控措施才能确保深部矿产资源安全开采和隧道等地下工程的建设进程。 

由于岩爆灾害成因机理的复杂性，对岩爆灾害的监测方法多种多样，主要有钻屑法、电磁辐射法、声发射、微震波预测法等。钻屑法突出缺点是实施过程中操作人员的危险性、因人而异的操作误差和不能连续监测，从而导致有用信息遗漏而出现漏报；采用声发射(微震)监测方法，需要布置钻孔安装监测探头，会对围岩产生进一步的损伤和影响，安装监测过程相对繁琐复杂而且费用高，传感器要与围岩很好耦合，对整个安装质量的要求较高，爆破和机械设备对其监测结果也存在干扰。专利号01272808.X和专利号200410065793.1分别公开了一种煤岩动力灾害电磁辐射监测装置，同时，专利号201110109285.9公开了一种实时磁监测预报深部围岩岩爆的方法，但由于矿井地下水、电磁环境的复杂性，对监测结果有较大的影响，使监测结果出现较大误差。以上方法或装置均只是单纯的预警监测，无法同时实现支护调控岩爆等围岩灾害的作用。专利号201220533546.X公开了一种能预警监测同时能支护调控围岩的动静组合智能预警锚杆，但该 锚杆只能单独对其安装的小区域围岩实现预警监测，由于岩爆灾害具有时空滞后性，对于长度大的隧道洞室长距离远程监测则无法实现。因此研究、实用新型一种能近距离预警、远距离综合监测并具有可靠支护功能的装置系统，对于岩爆等围岩动力灾害的防治与预测具有重要的现实意义。 

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术不足而提供一种能近距离预警、远距离综合监测并具有可靠支护功能的动静组合智能锚杆预警监测系统。 

为实时监控长距离大范围地下洞室围岩的变形破坏情况，本实用新型采用信息传输技术，实现全自动化监控。本实用新型的技术方案如下：一种巷道围岩灾害的智能锚杆预警监测系统，由动静组合智能预警锚杆组、单片机预警终端、监控主机以及上位机组成，所述单片机预警终端与安装在动静组合智能预警锚杆组中的位移传感装置相连，单片机预警终端对动静组合智能预警锚杆组中的相应单独锚杆进行实时监控，根据锚杆变形情况发出近距离多级预警，并将数据分析处理后通过信息传输技术传输到监控主机中，监控主机将获得数据传送至上位机，实现远距离综合监测。 

特有的，所述单片机预警终端由单片机装置、电源、LCD显示屏、语音光电报警器、无线数据传输装置、超声波红外收发器、温压感应器等组成。 

特有的，所述位移传感装置采用超声波红外线综合测距仪。 

进一步的，所述监控主机由单片机装置、电源、LCD显示屏、无线数据传输装置、串口通讯装置等组成，并将获得数据传送至上位机，所述上位机可显示各锚杆测点区域的变形位移、温度、压力等各种信号变化情况。 

特有的，无线数据传输装置为Zigbee传感器。 

本实用新型具备以下优点： 

1、实现本实用新型精神的电子元部件很多，市场上都有，价格便宜，能实现监测尽量准确的前提下成本节约； 

2、本实用新型依托现有的动静组合智能预警锚杆，只需根据需要对地下围岩布置相应数量的动静组合智能预警锚杆，则能全面准确的监测到地下围岩的支护情况，提供近距离预警防护和远距离综合监测，非常适合市场推广。 

附图说明

图1是本实用新型实施例1的巷道围岩灾害的智能锚杆预警监测系统示意图。 

图例说明 

1-动静组合智能预警锚杆组 

2-单片机预警终端        3-监控主机 

4-上位机                5-巷道边界 

11-位移传感装置         12-信息传输技术 

具体实施例

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。 

本实用新型提供的巷道围岩灾害智能锚杆预警监测系统，所述系统由动静组合智能预警锚杆组、单片机预警终端、监控主机以及上位机组成。动静组合智能预警锚杆组一方面提供适应高地应力硬脆围岩灾害破坏特点的让压支护功能，另一方面套管内安装的超声波红外传感器将变形位移信 息传送给单片机预警终端，单片机预警终端发出相应灯光和语音警报，实现近距离超前多级预警；利用监控主机和上位机系统对数据无线传输的单片机预警终端信息进行综合处理，进而构成全巷道围岩监测网络系统，实现远距离综合监控预警。 

实施例1：参见图1所示，在发生围岩灾害的巷道，根据设计要求，以合适的间排距在巷道围岩内安装一定数量的动静组合智能预警锚杆，形成若干个动静组合智能预警锚杆组1；每根动静组合智能预警锚杆杆体安装有位移传感装置11，都与相应的单片机预警终端2相连接，单片机预警终端2由单片机装置、电源、LCD显示屏、语音光电报警器、无线数据传输装置、超声波红外收发器、温压感应器等组成；通过信息传输技术12，单片机预警终端2与监控主机3建立联系，监测主机3将接收的数据进行相应的处理后，通过数据线发送到由PC机构成的上位机4，上位机4配合相关的上位机软件实现对各单片机预警终端2远程实时监测。 

工作原理如下：巷道围岩受地应力作用，动静组合智能预警锚杆能监测出围岩深部破坏趋势，单片机预警终端2实时监测出围岩深部破坏引发的锚杆杆体变形情况，根据杆体变形大小发出三个级别的语音和光电警报，通过单片机预警终端2可及时通知工作地点施工人员采取避险措施，实现近距离超前多级预警；由于岩爆等围岩灾害具有时空滞后性，需要对大范围的巷道围岩实行监测，这就要根据巷道长度组成若干动静组合智能预警锚杆组1，由相应的监测主机3采用无线传输的方式对各单片机预警终端2进行数据收集，监测主机3将接收的数据进行相应的处理后，通过数据线发送到由PC机构成的上位机4，上位机4可显示各智能锚杆测点区域的变形位移、温度、压力等各种信号变化情况，上位机操控人员根据信号情况 及时通知工作地点施工人员采取避险措施，实现远距离综合监控预警。 

本实用新型是一种巷道围岩灾害的智能锚杆预警监测系统，该系统具有抵御硬脆围洞室所受的静、动荷载作用的让压支护功能，而且具有近距离超前多级预警和远距离综合监控预警的功能，可实现对巷道围岩灾害的有效防控。 

以上实施例只是本实用新型一较好实施例，但并非本实用新型内容的全部，一切在本实用新型精神范围内所做的等同变换和更改，都将在本实用新型保护范围以内。 

Claims (3)

1.一种巷道围岩灾害的智能锚杆预警监测系统，其特征在于：所述系统由动静组合智能预警锚杆组(1)、单片机预警终端(2)、监控主机(3)以及上位机(4)组成，其中：

所述单片机预警终端(2)与安装在动静组合智能预警锚杆中的位移传感装置(11)相连；所述单片机预警终端(2)通过信息传输技术(12)将来自位移传感装置(11)收集来的信息向所述监控主机(3)传输，所述监控主机(3)将获得数据进行处理并传送至上位机(4)；

所述上位机(4)可显示各锚杆测点区域的变形位移、温度、压力等各种信号变化情况。

2.按照权利要求1所述的所述一种巷道围岩灾害的智能锚杆预警监测系统，其特征在于：单片机预警终端(2)由单片机装置、电源、LCD显示屏、语音光电报警器、无线数据收发装置、超声波红外收发器、温压感应器组成；所述位移传感装置(11)采用超声波红外线综合测距仪，所述监控主机(3)由单片机装置、电源、LCD示屏、无线数据收发装置、串口通讯装置组成。

3.按照权利要求2所述的一种巷道围岩灾害的智能锚杆预警监测系统，其特征在于：所述单片机预警终端(2)和所述监控主机(3)中的无线数据收发装置采用Zigbee传感器。

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