[实用新型]一种多功能监测预警锚杆

说明书

本实用新型公开了一种多功能监测预警锚杆，包括杆体、应变片、预警螺帽，杆体内设有液压囊，杆体一端轴向开插孔，插孔的底部与液压囊相接触且接触处嵌有应变片，杆体的开孔端螺纹连接预警螺帽，预警螺帽内设有光电断路电路和压力变送器，插孔内设有铜片，铜片上固定有挡板。本实用新型在杆体内设有液压囊与应变片，使得杆体的受力信息，通过液压囊挤压应变片传递应力信号；预警螺帽内部设置有光电断路电路与压力变送器，当液压囊受力挤压应力片时，应力片部分区域形变，使铜片沿插孔方向移动，引起挡板移动，光电断路电路导通，发出声音警报；另外压力变送器可将应变片压力信号传递至压力数字显示器，用于进入工作区域前的安全监测。

技术领域

本实用新型涉及锚杆锚固领域，特别涉及一种多功能监测预警锚杆。

背景技术

目前，采用经济有效的锚杆支护来抑制煤矿巷道变形，已经成为一种常用的有效方案。但在煤矿开采过程中，锚杆所处的应力环境复杂，除原岩应力与支护应力，还受应力波、采动支承应力等开采应力影响，易导致巷道变形或破坏；另外，锚杆支护本身属于隐蔽性工程，锚杆体打入在围岩体内部，施工人员无法直观了解锚杆的应力变化及围岩应力状态。传统的锚杆检测主要是针对单个锚杆，由专业技术人员在井下工作场合使用应变式传感器、压电式传感器、弹性波等精密仪器检测，具有风险大、耗时长、工作量大、即时性弱等缺陷，无法及时对整个锚杆支护系统进行测量、评价，在面对巷道垮落突发性灾害时，亦无法及时提醒人员撤离。因此，研究和开发能够随机、实时、大面积检测的锚杆，对巷道围岩稳定性的监测非常重要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、实时性强的多功能监测预警锚杆。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种多功能监测预警锚杆，包括杆体、应变片、预警螺帽和电源，电源为整个预警锚杆提供工作电源，所述杆体内设有液压囊，杆体一端轴向开插孔，插孔的底部与液压囊相接触且接触处嵌有应变片，所述杆体的开孔端螺纹连接预警螺帽，预警螺帽内设有光电断路电路和压力变送器，所述插孔内设有用于连接应变片与预警螺帽内的压力变送器的铜片，所述铜片上固定有用于遮挡预警螺帽内光电断路电路的挡板。

上述多功能监测预警锚杆，所述预警螺帽上正对插孔的位置处凸设两个引脚，两个引脚伸入插孔内，两个引脚中间设有用于供铜片插入的铜槽，铜槽通过导线与压力变送器的输入端相连，压力变送器的输出端通过预警螺帽上的导线孔与设置在安全区的压力数字显示器电连接。

上述多功能监测预警锚杆，所述预警螺帽的两个引脚上相对设有两个导通孔，光电断路电路中用于发射和接收光的光电元件分别位于两个导通孔中，所述挡板位于两个导通孔中间。

上述多功能监测预警锚杆，所述液压囊为内部充满液压油的圆柱状橡胶囊。

上述多功能监测预警锚杆，所述应变片直径大于插孔直径，应变片的应变主体结构为圆形且直径小于插孔直径。

上述多功能监测预警锚杆，所述挡板采用遮光材料制成。

上述多功能监测预警锚杆，所述电源位于地面上，电源上设有工作指示灯。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型在常用的杆体内部设置有液压囊与应变片，使得隐藏在围岩体内杆体的受力信息，通过液压囊挤压应变片传递应力信号，并且在传统锚杆的基础上增加了预警螺帽，预警螺帽内部设置有光电断路电路与压力变送器，当液压囊受力挤压应力片时，应力片部分区域形变，使铜片沿插孔方向移动至某一位置时，引起挡板移动，光电断路电路导通，发出声音警报；另一方面，压力变送器可将应变片压力信号沿导线传递至数百米之外的压力数字显示器，用于进入工作区域前的安全监测，具有结构简单、实时性强、监测精确的优点。