[发明专利]锚杆应力监测方法和锚杆应力数据分析方法

权利要求书

1.一种锚杆应力监测方法，其特征在于，包括：

提供多个安装有光纤光栅传感器的锚杆，并将所述锚杆分为多个锚杆组；

确定所述锚杆的锚固位置以及相邻两个锚杆组之间的采样间距，根据锚固位置和采样间距在巷道的内帮和/或外帮安装所述锚杆组，每个所述锚杆组中的多个锚杆位于巷道的同一断面内；

通过调制解调器将多个所述锚杆的所述光纤光栅传感器连接到监测设备，利用监测设备对所述锚杆的应力数据进行长期监测。

2.根据权利要求1所述的锚杆应力监测方法，其特征在于，所述锚杆的锚固位置应在所述巷道的内帮和外帮严重变形处，相邻两个所述锚杆组之间的采样间距等于巷道的来压步距。

3.根据权利要求1所述的锚杆应力监测方法，其特征在于，每个所述锚杆组包括四个锚杆，两个所述锚杆安装在所述内帮上，两个所述锚杆安装在所述外帮上，安装在内帮上的两个锚杆与安装在外帮上的两个锚杆一一对应。

4.根据权利要求3所述的锚杆应力监测方法，其特征在于，位于内帮上的一个所述锚杆距离地面的高度为800mm，位于内帮上的另一个所述锚杆距离地面的高度为1800mm；

位于外帮上的一个所述锚杆距离地面的高度为800mm，位于外帮上的另一个所述锚杆距离地面的高度为1800mm。

5.根据权利要求1所述的锚杆应力监测方法，其特征在于，所述锚杆组与工作面之间的距离大于等于200m。

6.根据权利要求1所述的锚杆应力监测方法，其特征在于，所述锚杆的外周壁上设有沿其轴向延伸的凹槽，或者所述锚杆内设有沿其轴向延伸的容纳腔，所述光纤光栅传感器为多个并依次串联，多个所述光纤光栅传感器沿所述锚杆的轴向粘设在所述凹槽或所述容纳腔内，所述光纤光栅传感器适于与解调设备相连。

7.根据权利要求6所述的锚杆应力监测方法，其特征在于，所述光纤光栅传感器包括光栅和纤芯，所述锚杆上还设有尾纤，所述纤芯铺设在所述凹槽或所述容纳腔内，所述光栅刻蚀在所述纤芯上，多个所述光纤光栅传感器的纤芯串联连接，所述尾纤与所述纤芯相连并从所述锚杆的尾端伸出。

8.根据权利要求6所述的锚杆应力监测方法，其特征在于，所述锚杆上还设有保护层，所述保护层设在所述凹槽或所述容纳腔内，所述保护层贴覆在所述光纤光栅传感器上。

9.一种锚杆应力数据分析方法，其特征在于，包括：

监测设备以1Hz的存储频率采集并存储锚杆的应力数据，对无效数据进行剔除；

将所述锚杆安装完成后第二天的数据作为基值数据，结合推进度将采集到的后期数据与基值数据进行对比，分析并得出结论。

10.根据权利要求9所述的锚杆应力数据分析方法，其特征在于，剔除无效数据的方法包括：

将不满足的数据作为测量值剔除，其它数据保留，式中：，n为样本总数，X_i为样本值，为均值；

监测设备在每分钟进行60次波长数据存储，波长值基于正态分布，将每个光纤光栅传感器一分钟内的中心波长中不满足的波长数据剔除，剩下的波长记作有效数据；

在每分钟有效数据基础上通过格拉布斯准则检测，以每15分钟为一个单位，再次进行异常数据剔除。