[发明专利]一种巷道围岩变形监测锚杆、在线监测装置及监测方法

权利要求书

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，0.005m0.3，0.001n0.2，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。