[发明专利]一种基于管缝式锚杆的格栅化式岩体应力及振动监测装置、辅助安装装置及安装使用方法

说明书

本发明涉及一种基于管缝式锚杆的格栅化式岩体应力及振动监测装置、辅助安装装置及安装使用方法，包括管缝式锚杆杆体、应变与振动感应器集成格栅、硅胶外套、固定托盘、信息智能集成装置、有线传输单元，所述应变与振动感应器集成格栅由多个高精度的应变感应器和两个振动感应器组成，并且应变与振动感应器集成格栅可通过本发明特有的辅助安装装置安装至管缝式锚杆内。本发明采用格栅化式多点监测可以更精确广泛的感知岩体发生的微小应变，增加了监测设备整体的精确性，同时依托获得的多点应变数据，建立监测钻孔的栅格化模型，既能够直观的观察到岩体的微小变形，又能够判断每个点的应变感应器的工作情况，大大增加了监测数据的可视化程度。

技术领域

本发明属于矿山安全监测领域，涉及一种基于管缝式锚杆的格栅化式岩体应力及振动监测装置、辅助安装装置及安装使用方法。

背景技术

在国民经济的发展过程中，矿产资源始终扮演着重要的角色。然而，在矿产资源的开采过程中，由于对岩层内部的应力状态不能及时准确的掌握，而导致因地压显现造成的矿山灾害事故层出不穷，特别是岩爆和矿震等事故，给企业造成了巨大的人员和财产损失，特别是近年来，随着浅部矿产资源的枯竭，深部开采以及海洋资源开采已经逐渐成为常态化，彼时所面临的地压显现现象将更为严峻。因而，必须对岩层的变形进行有效的监测，以准确及时的掌握岩体的应力状态。经过多年的发展，岩体应变监测以及微震监测成为了岩土工程领域对岩体稳定性状态进行监测的有效手段之一，产生了一些监测设备及装置，包括：专利CN110673205A带应变片粘贴结构的微震传感器取放装置；专利CN209324331U一种钻杆内壁应变片安装装置；专利CN206818160U长期测量围岩应力的光纤光栅孔径变形传感器等。上述研发成果虽然可以实现对岩体应力的监测，但普遍都存在着以下问题：(1)系统功能单一，只能进行岩体应力或振动的监测，不利于矿山经营成本的控制；(2)只能实现对单一参数的监测，具有片面性，不能全面准确的反应岩体的复杂状态；(3)信息的智能集成化程度较差，需要花费大量的时间精力在数据处理工作上。鉴于此，有必要研发出一套兼具优越支护性能的高精度、智能化、多参数、多方向同时采集的智能监测装置。

发明内容

本发明提供了一种基于管缝式锚杆的格栅化式岩体应力及振动监测装置、辅助安装装置及安装使用方法。其目的在于克服现有岩体监测设备或支护装置功能单一、无法同时进行多参数数据采集、智能化程度低等缺点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种基于管缝式锚杆的格栅化式岩体应力及振动监测装置，其特征在于，包括管缝式锚杆杆体、应变与振动感应器集成格栅、硅胶外套、固定托盘、信息智能集成装置、有线传输单元，所述应变与振动感应器集成格栅由多个高精度的应变感应器和两个振动感应器组成，格栅主体为从上至下均匀对称分布的应变感应器，两个振动感应器设置在钻孔孔口对称位置，感应器之间由有线传输单元链接而成,所述固定托盘安装于管缝式锚杆底部与岩壁接触处，托盘上开有小孔，用于加固围岩，同时也作为固定和放置信息智能集成装置的载体。

进一步地，信息智能集成装置依靠有线传输单元与应变与振动感应器集成格栅相连接，用于收集由应变与振动感应器集成格栅传输而来的信号，并加以分析处理，内部配有高容量电池为自身以及监测部件供电以保证其持续工作。

进一步地，硅胶外套贴附于应变与振动感应器集成格栅表面，起防水防尘作用。