[发明专利]围岩锚杆应力波定位监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种围岩应力监测技术，尤其涉及一种围岩锚杆应力波定位监测系统。

背景技术

随着大规模矿山的开采深入，开采面积、体积的扩大，矿山地压灾害逐渐成为矿山生产活动中一种常见的灾害类型。尤其在当今以人为本的信息时代，人们对矿山地压灾害的监测和预警需求更加迫切。

传统的地压测量技术基于光学、力学、地震学、电磁学等多种理论，主流的主要有光弹应力技术、声发射技术、电磁辐射技术、原岩应力测试技术等，这些技术在理论、设备和应用等诸多方面都已相当成熟，上述各技术的应用相互独立，各个方法具有独特的优势和劣势。

优势：上述监测技术基于不同理论方法，可对矿山围岩地压进行监测、解释，且可以进行地压活动规律解析和灾害预警；

劣势，上述监测技术基于原理不同，单独的地压监测技术不能完全解释地压活动复杂变化规律及机理，多个地压监测技术相互之间没有交互的接口，联合监测和预警的机制较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低廉、安装方便、适用广泛、操作简单的围岩锚杆应力波定位监测系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的围岩锚杆应力波定位监测系统，包括固定于井下巷道或采空区的锚杆，所述锚杆的尾端设有地压传感器和无线发射器；

还包括设于井下的无线接收器和中继器；

还包括设于井上的中继器、预警软件计算机、服务器和客户计算机。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的围岩锚杆应力波定位监测系统，基于传统的锚杆技术为依托，采用锚杆搭载应力、应力波二合一传感器，对围岩进行加固，同时可以对围岩应力、瞬时应力波进行实时动态的监测，从多方法、多指标出发，实现对地压活动实时监测和预警。可实现地压信息的高频采集，对围岩应力、瞬时应力波综合分析，进行三维空间地压监测及预警。

附图说明

图1为本发明实施例提供的围岩锚杆应力波定位监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中锚杆的结构示意图；

图3为本发明实施例中传感器电测原理示意图；

图4为本发明实施例中系统授时原理示意图；

图5为本发明实施例中数据无线采集示意图。

图中：

1、锚杆监测矩阵，2、地压传感器，3、无线发射器，4、无线接收器，5、中继器，6、预警软件计算机，7、服务器，8、客户计算机，9、锚杆，10、垫块，11、GPS接收器，12、中心授时服务器，13、中继器授时同步，14、监测点授时同步。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的围岩锚杆应力波定位监测系统，其较佳的具体实施方式是：

括固定于井下巷道或采空区的锚杆，所述锚杆的尾端设有地压传感器和无线发射器；

还包括设于井下的无线接收器和中继器；

还包括设于井上的中继器、预警软件计算机、服务器和客户计算机。

所述井下巷道或采空区同区域由多根锚杆组成一个锚杆监测矩阵。

所述预警软件计算机设有中心时钟系统，所述中心时钟系统对各中继站进行授时，所述中继站联系各锚杆进行授时，保持整个监测系统时间统一。

所述地压传感器实时监测围岩应力变化和瞬时应力波，包括本身的锚固力变化值和岩石破裂瞬时应力波数据。

所述地压传感器的采集频率满足瞬时应力波事件的频率，应力采集方式为等间时间间隔，瞬时应力波信息采集方式为触发式。

所述预警软件计算机对采集地压数据进行过滤、统计、分析，内嵌多种监测预警指标，能够分享围岩地压变化规律和趋势、对岩石破裂瞬时应力波事件进行定位、对地压活动及其灾害进行预测预警。

所述锚杆的尾端还设有电池模块和充电接口。

本发明的围岩锚杆应力波定位监测系统，在传统锚杆的基础上，尾端增加了应力、瞬时应力波传感器和无线传输模块。所述的智能锚杆和数据接收模块之间数据交互，通过无线模块来实现。成本低廉、安装方便、适用广泛、操作简单。