[发明专利]智能锚固件及其监测方法

说明书

本发明涉及煤矿开采领域，为了提高锚固件的监测准确率，提供了智能锚固件监测方法，包括：1、采用智能锚固件获取自身的初始测试值；2、在同一环境下采用标准仪器获取初始标准值；3、获取初始测试值与初始标准值间的函数关系模型；4、根据函数关系模型将智能锚固件实时测试的测试值转换为标准值。智能锚固件，所述智能锚固件包括锚固件，设置在锚固件中用于获取应力值或应变值的测试单元，与测试单元连接的信号处理单元，所述信号处理单元中设置有用于将测试单元的测试值转换为标准值的函数关系模型。采用上述方式提高了锚固件的监测准确率。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体是一种智能锚固件及其监测方法。

背景技术

锚杆、锚索在矿山井巷工程、边坡工程、基坑工程、城市地下空间与地下工程、地质灾害防治等与岩土体有关的工程中应用广泛。然而由于锚杆、锚索的自身结构、施工方法的不足，造成安全事故频发，影响了经济效益。主要原因包括以下几点：

(1)现有锚杆、锚索轴力分步式监测仍为空白，现有锚杆、锚索轴力监测是通过穿过螺纹钢的锚杆压力表与岩石的表面及托盘形成一个平衡力系来进行监测，因此只能监测孔口段附近的螺纹钢轴力，而大部分的螺纹钢安装在岩体的内部，该部分螺纹钢轴力无法监测。

(2)由于现有测力锚杆、锚索采用应变片的变形产生的电信号来反映锚杆、锚索杆体本身的受力情况，对于应变片无论是贴片的角度，使用灌封胶的灌封效果均会影响其测力效果，对数据会造成一定误差。

发明内容

为了提高锚固件的监测精度，本申请提供了一种智能锚固件及其监测方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

智能锚固件监测方法，包括：

步骤1、采用智能锚固件获取自身的初始测试值；

步骤2、在同一环境下采用标准仪器获取初始标准值；

步骤3、获取初始测试值与初始标准值间的函数关系模型；

步骤4、根据函数关系模型将智能锚固件实时测试的测试值转换为标准值。

进一步地，

所述步骤1中初始测试值具体包括：弹性阶段的测试应力值X1及塑性阶段的测试应变值Y1；

所述步骤2具体为：分别采用标准应力仪及标准应变仪获取智能锚固件弹性阶段的标准应力值X2及塑性阶段的标准应变值Y2；

所述步骤3具体为：采用最小二乘回归法进行函数拟合以获取X1与X2，Y1与Y2间的函数关系。

进一步地，还包括步骤5、设定预警值，当标准值达到预警值时发出警报。

智能锚固件，应用于智能锚固件监测方法，其特征在于，所述智能锚固件包括锚固件，设置在锚固件中用于获取应力值或应变值的测试单元，与测试单元连接的信号处理单元，所述信号处理单元中设置有用于将测试单元的测试值转换为标准值的函数关系模型。

进一步地，所述锚固件为锚杆或锚索，所述测试单元为应变片。

进一步地，当锚固件为锚杆时，所述应变片设置在锚杆杆体上开设的安装槽中。

进一步地，当锚固件为锚索时，所述应变片设置在钢绞线中丝中。

进一步地，所述信号处理单元包括：AD转换模块及控制模块，所述AD转换模块分别与控制模块及测试单元连接，所述函数关系模型设置在控制模块中。

进一步地，所述信号处理单元还包括与控制模块连接的数据通信模块。

进一步地，还包括报警单元，所述报警单元与信号处理单元连接，所述报警单元中设置有预警值，当标准值达到预警值时，报警单元发出警报。