基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煤礦錨固錨桿測力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，煤礦井下巷道大多采用金屬錨桿進行支護，在一定程度上保證了巷道的圍巖穩(wěn)定。但在生產(chǎn)實踐中主要存在以下不足:一、回采巷道中，金屬錨桿被采煤機切割時易產(chǎn)生火花，存在瓦斯、煤塵爆炸等安全隱患；二、金屬錨桿耐腐蝕性較差，易發(fā)生錨固失效；三、金屬錨桿對巷道進行支護時，無法對錨桿進行實時受力檢測，無法確定錨桿的錨固質(zhì)量以及錨桿與圍巖的相互作用關(guān)系。因此，設(shè)計一種基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，利用玻璃鋼錨桿良好的可切割性、優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、抗拉強度高和可設(shè)計性等優(yōu)點，通過電阻應(yīng)變片對玻璃鋼錨桿進行應(yīng)力檢測，并通過數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)對測力玻璃鋼錨桿受力的遠程實時監(jiān)測，在煤礦安全生產(chǎn)中具有重要意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型提出一種基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，包括測力玻璃鋼錨桿、井下數(shù)據(jù)處理分站、本安穩(wěn)壓電源、工業(yè)電腦。所述測力玻璃鋼錨桿，置于井下巷道圍巖中；所述井下數(shù)據(jù)處理分站，置于井下，包括有線數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集處理中心和信號放大器，其中所述有線數(shù)據(jù)采集器的輸入端通過礦用輕型移動電纜與所述測力玻璃鋼錨桿相連，所述數(shù)據(jù)采集處理中心的輸入端與所述有線數(shù)據(jù)采集器的輸出端相連，所述信號放大器的輸入端與所述數(shù)據(jù)采集處理中心的輸出端相連；所述本安穩(wěn)壓電源，分別給所述有線數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集處理中心與所述信號放大器供電；所述工業(yè)電腦，置于地面，是地面實時監(jiān)測系統(tǒng)的核心組成部分，通過礦用輕型移動電纜與所述信號放大器的輸出端連接。
[0004]所述測力玻璃鋼錨桿，通過礦用輕型移動電纜與所述有線數(shù)據(jù)采集器的輸入端相連。
[0005]所述測力玻璃鋼錨桿，包括桿體、應(yīng)變片、應(yīng)變片附著帶、數(shù)據(jù)輸出接頭、端頭保護裝置、端頭保護蓋、礦用輕型移動電纜、托盤、螺栓；所述桿體內(nèi)沿同一直徑布置上、中、下三條應(yīng)變片附著帶，每條附著帶上沿桿長布置八個應(yīng)變片，附著帶內(nèi)設(shè)計有連接應(yīng)變片與數(shù)據(jù)輸出接頭的數(shù)據(jù)線；所述應(yīng)變片，為電阻應(yīng)變片，在制作測力玻璃鋼錨桿時，材料成型前將應(yīng)變片埋入桿體，保證應(yīng)變片與桿體粘結(jié)在一起，測力玻璃鋼錨桿受力變形時，應(yīng)變片電阻變化，記錄并計算電阻值變化，進而推導(dǎo)出桿體不同部位的應(yīng)力值；所述應(yīng)變片附著帶，用于固定應(yīng)變片及數(shù)據(jù)線位置；所述數(shù)據(jù)輸出接頭，與桿體上的數(shù)據(jù)線相連，并通過礦用輕型移動電纜與所述有線數(shù)據(jù)采集器連接；所述端頭保護裝置，用于保護數(shù)據(jù)輸出接頭及其數(shù)據(jù)線不受破壞；所述螺栓與端頭保護裝置焊接固定；所述端頭保護蓋與端頭保護裝置通過螺紋連接。
[0006]所述桿體，其材料選用添加了玻璃鋼纖維的樹脂材料。
[0007]所述數(shù)據(jù)采集處理中心的主體為單片機，用于數(shù)據(jù)的存儲、處理與傳輸。
[0008]所述工業(yè)電腦對井下不同區(qū)域的測力玻璃鋼錨桿的應(yīng)力數(shù)據(jù)進行接收、存儲與處理，在地面完成對井下測力玻璃鋼錨桿現(xiàn)場受力狀態(tài)的遠程實時監(jiān)測。
[0009]本實用新型的有益效果:
[0010]1、將玻璃鋼錨桿與測力檢測系統(tǒng)巧妙的結(jié)合，使玻璃鋼錨桿具有遠程應(yīng)力檢測的功能，同時保留了現(xiàn)用玻璃鋼錨桿的結(jié)構(gòu)特征和材料特性，監(jiān)測數(shù)據(jù)更加貼近玻璃鋼錨桿實際工況；
[0011]2、應(yīng)變片在附著帶的固定下與桿體粘結(jié)緊密，與外界無直接或間接接觸，受外界干擾極小，可監(jiān)測微小形變；
[0012]3、構(gòu)成測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，對煤礦井下不同區(qū)域的測力玻璃鋼錨桿的現(xiàn)場受力狀態(tài)進行遠程實時監(jiān)測，保證錨桿的錨固質(zhì)量，安全系數(shù)大幅提高；
[0013]4、本實用新型結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，測量精度高，測量范圍廣，施工安裝方便，適應(yīng)性強，可適用于礦山、隧道等工程領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0014]圖1為基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)的原理圖；
[0015]圖2為測力玻璃鋼銷桿的局部剖視圖；
[0016]圖3為圖2中A-A斷面的剖視圖；
[0017]圖4為圖2中B-B斷面的剖視圖。
[0018]圖中:1_桿體；2_應(yīng)變片；3_應(yīng)變片附著帶；4_數(shù)據(jù)輸出接頭；5_端頭保護裝置；6_端頭保護蓋；7_礦用輕型移動電纜；8-托盤；9_螺檢。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的描述。
[0020]實施例1
[0021]一種測力玻璃鋼錨桿，包括桿體、應(yīng)變片、應(yīng)變片附著帶、數(shù)據(jù)輸出接頭、端頭保護裝置、端頭保護蓋、礦用輕型移動電纜、托盤、螺栓。其中，所述桿體I內(nèi)沿同一直徑布置上、中、下三條應(yīng)變片附著帶3，每條附著帶上沿桿長布置八個應(yīng)變片2，附著帶內(nèi)設(shè)計有連接應(yīng)變片2與數(shù)據(jù)輸出接頭4的數(shù)據(jù)線；所述應(yīng)變片2，為電阻應(yīng)變片，在制作測力玻璃鋼錨桿時，材料成型前埋入桿體1，保證應(yīng)變片2與桿體I粘結(jié)在一起，測力玻璃鋼錨桿受力變形時，應(yīng)變片2電阻變化，記錄并計算電阻值變化，進而得出桿體不同部位的應(yīng)力值；所述應(yīng)變片附著帶3，用于固定應(yīng)變片2及數(shù)據(jù)線位置；所述數(shù)據(jù)輸出接頭4，與桿體I上的數(shù)據(jù)線相連，并通過礦用輕型移動電纜7與所述有線數(shù)據(jù)采集器連接；所述端頭保護裝置5，用于保護數(shù)據(jù)輸出接頭4及其數(shù)據(jù)線不受破壞；所述螺栓9與端頭保護裝置5焊接固定；所述端頭保護蓋6與端頭保護裝置5通過螺紋連接。
[0022]所述測力玻璃鋼錨桿的工作過程:根據(jù)實際需要設(shè)計并制作合適規(guī)格的測力玻璃鋼錨桿；將所述測力玻璃鋼錨桿安裝完成后，巷道圍巖變形引起錨桿受力變形，在錨桿桿體內(nèi)的應(yīng)變片隨之發(fā)生變形，應(yīng)變片的電阻值也相應(yīng)發(fā)生變化，從而對應(yīng)得出桿體不同部位的應(yīng)力值；桿體的應(yīng)力值信號經(jīng)過數(shù)據(jù)輸出接頭、礦用輕型移動電纜傳輸至所述有線數(shù)據(jù)采集器。
[0023]實施例2
[0024]一種基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，包括測力玻璃鋼錨桿、井下數(shù)據(jù)處理分站、本安穩(wěn)壓電源、工業(yè)電腦。其中，所述測力玻璃鋼錨桿，置于井下巷道圍巖中；所述井下數(shù)據(jù)處理分站，置于井下，包括有線數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集處理中心和信號放大器，其中所述有線數(shù)據(jù)采集器的輸入端通過礦用輕型移動電纜與所述測力玻璃鋼錨桿相連，所述數(shù)據(jù)采集處理中心的輸入端與所述有線數(shù)據(jù)采集器的輸出端相連，所述信號放大器的輸入端與所述數(shù)據(jù)采集處理中心的輸出端相連；所述本安穩(wěn)壓電源，分別給所述有線數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集處理中心與所述信號放大器供電；所述工業(yè)電腦，置于地面，是地面實時監(jiān)測系統(tǒng)的核心組成部分，通過礦用輕型移動電纜與所述信號放大器的輸出端連接。
[0025]所述基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)的工作過程:所述有線數(shù)據(jù)采集器將多個所述測力玻璃鋼錨桿(根據(jù)實際生產(chǎn)需要，確定所述測力玻璃鋼錨桿的分布區(qū)域及數(shù)量)輸出的應(yīng)力值信號進行采集并傳輸至數(shù)據(jù)采集處理中心，所述數(shù)據(jù)采集處理中心對所接收的應(yīng)力值信號進行存儲和處理，處理后的信號傳輸至所述信號放大器，經(jīng)信號放大器進行井下信號向地面信號的遠距離傳輸，工業(yè)電腦作為地面實時監(jiān)測系統(tǒng)的核心部分，接收信號并對信號進行存儲和處理，并通過專用處理軟件將測力玻璃鋼錨桿的實時應(yīng)力數(shù)據(jù)顯示在監(jiān)測窗口，實現(xiàn)對測力玻璃鋼錨桿受力的遠程實時監(jiān)測。
【主權(quán)項】
1.一種基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括測力玻璃鋼錨桿、井下數(shù)據(jù)處理分站、本安穩(wěn)壓電源、工業(yè)電腦，其中:所述測力玻璃鋼錨桿，置于井下巷道圍巖中；所述井下數(shù)據(jù)處理分站，置于井下，包括有線數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集處理中心和信號放大器，其中所述有線數(shù)據(jù)采集器的輸入端通過礦用輕型移動電纜與所述測力玻璃鋼錨桿相連，所述數(shù)據(jù)采集處理中心的輸入端與所述有線數(shù)據(jù)采集器的輸出端相連，所述信號放大器的輸入端與所述數(shù)據(jù)采集處理中心的輸出端相連；所述本安穩(wěn)壓電源，分別給所述有線數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集處理中心與所述信號放大器供電；所述工業(yè)電腦，置于地面，是地面實時監(jiān)測系統(tǒng)的核心組成部分，通過礦用輕型移動電纜與所述信號放大器的輸出端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述測力玻璃鋼錨桿，通過礦用輕型移動電纜與所述有線數(shù)據(jù)采集器的輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述測力玻璃鋼錨桿，包括桿體、應(yīng)變片、應(yīng)變片附著帶、數(shù)據(jù)輸出接頭、端頭保護裝置、端頭保護蓋、礦用輕型移動電纜、托盤、螺栓；其中，所述桿體內(nèi)沿同一直徑布置上、中、下三條應(yīng)變片附著帶，每條附著帶上沿桿長布置八個應(yīng)變片，附著帶內(nèi)設(shè)計有連接應(yīng)變片與數(shù)據(jù)輸出接頭的數(shù)據(jù)線；所述應(yīng)變片，為電阻應(yīng)變片，在制作測力玻璃鋼錨桿時，材料成型前將應(yīng)變片埋入桿體，保證應(yīng)變片與桿體粘結(jié)在一起，測力玻璃鋼錨桿受力變形時，應(yīng)變片電阻變化，記錄并計算電阻值變化，進而推導(dǎo)出桿體不同部位的應(yīng)力值；所述應(yīng)變片附著帶，用于固定應(yīng)變片及數(shù)據(jù)線位置；所述數(shù)據(jù)輸出接頭，與桿體上的數(shù)據(jù)線相連，并通過礦用輕型移動電纜與所述有線數(shù)據(jù)采集器連接；所述端頭保護裝置，用于保護數(shù)據(jù)輸出接頭及其數(shù)據(jù)線不受破壞；所述螺栓與端頭保護裝置焊接固定；所述端頭保護蓋與端頭保護裝置通過螺紋連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述桿體，其材料選用添加了玻璃鋼纖維的樹脂材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集處理中心的主體為單片機，用于數(shù)據(jù)的存儲、處理與傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述工業(yè)電腦對井下不同區(qū)域的測力玻璃鋼錨桿的應(yīng)力數(shù)據(jù)進行接收、存儲與處理，在地面完成對井下測力玻璃鋼錨桿現(xiàn)場受力狀態(tài)的遠程實時監(jiān)測。
【專利摘要】本實用新型涉及煤礦錨固錨桿測力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于測力玻璃鋼錨桿的遠程監(jiān)測系統(tǒng)。包括測力玻璃鋼錨桿、井下數(shù)據(jù)處理分站、本安穩(wěn)壓電源、工業(yè)電腦。所述測力玻璃鋼錨桿，置于井下巷道圍巖中；所述井下數(shù)據(jù)處理分站，置于井下，包括有線數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集處理中心和信號放大器；所述本安穩(wěn)壓電源，分別給所述有線數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集處理中心與所述信號放大器供電；所述工業(yè)電腦，置于地面，是地面實時監(jiān)測系統(tǒng)的核心組成部分，通過礦用輕型移動電纜與所述信號放大器的輸出端連接。本實用新型通過電阻應(yīng)變片對玻璃鋼錨桿進行應(yīng)力檢測，并通過數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)對測力玻璃鋼錨桿受力的遠程實時監(jiān)測，在煤礦安全生產(chǎn)中具有重要意義。
【IPC分類】E21F17-18, E21D21-02
【公開號】CN204511483
【申請?zhí)枴緾N201520202624
【發(fā)明人】左超, 賈西閣, 許時昂, 孟祥瑞, 趙光明
【申請人】安徽理工大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月3日