[发明专利]一种锚杆支护巷道的围岩灾害预警方法及锚固预警装置

说明书

本发明公开了一种锚杆支护巷道的围岩灾害预警方法及锚固预警装置，锚固预警装置包括锚杆、螺母、基本托盘、复层托盘和环形均压管；所述的锚杆的尾端由外向内依次设有螺母、基本托盘、环形均压管和复层托盘；所述的环形均压管内设有反光液体，环形均压管上设有液压功能阀。本发明能够提升锚杆基本托盘承压能力，并对围岩异常承压状态采用反光液体喷出实现预警，具有结构简单、制作简便、操作简单易行、更加适合井下潮湿危险环境的优点。

技术领域

本发明属于矿山及地下工程巷道的锚杆支护监测领域，具体涉及一种锚杆支护巷道的围岩灾害预警方法及锚固预警装置。

背景技术

随着浅部资源逐渐枯竭，国内外超千米开采深度的矿山已经很普遍，岩体工程正在向地下深部发展，为确保矿山及地下工程各类巷道稳定，锚杆支护成为维护巷道围岩稳定的重要支护形式。深部围岩会受到高地应力的作用，造成锚杆支护系统发生破坏或失效，进一步诱发冒顶、片帮、冲击地压等围岩灾害，使得锚杆支护下的围岩灾害具有滞后性、隐蔽性和突发性。为控制围岩灾害发生，通常须提高锚杆的锚固效果，主要以提高锚杆和基本托盘的强度和变形能力为手段；实现围岩灾害的预警方法主要是对锚杆系统受力和锚固围岩位移量的直接观测等。目前，提高锚杆锚固效果的手段，较多关注锚杆杆体性能，但根据锚杆与围岩相互作用原理，锚杆托盘与围岩接触良好是锚杆发挥锚固作用的关键，如果锚杆托盘与围岩接触面积不够，会出现锚杆内陷或悬空，从面导致锚杆的支护性能不能充分发挥。同时，围岩灾害预警装置多为改进锚杆构件并安装应变计和应力计或设置围岩变形位移监测电子元件，这些装置的测量精度虽高，但存在传感件接触稳定性差、生产制造和维护成本高等局限性，电子元件对潮湿、危险环境的适应性差，对安装的环境要求高，限制了电子元件类预警装置的使用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单，操作方便且能够有效增强锚杆支护系统承载能力并对锚杆支护巷道围岩灾害进行监测预警的锚杆支护巷道的围岩灾害锚固预警装置及预警方法。

本发明采用的技术方案是：一种锚杆支护巷道的围岩灾害锚固预警装置，包括锚杆、螺母、基本托盘、复层托盘和环形均压管；所述的锚杆的尾端由外向内依次设有螺母、基本托盘、环形均压管和复层托盘；所述的环形均压管内设有反光液体，环形均压管上设有液压功能阀。

上述的锚杆支护巷道的围岩灾害锚固预警装置中，所述复层托盘比基本托盘的承压面积大。

一种利用上述的锚杆支护巷道的围岩灾害锚固预警装置的锚杆支护巷道的围岩灾害预警方法，包括如下步骤：

（1）根据巷道锚杆支护设计方案，确定锚杆支护位置，并打入锚杆，在锚杆尾端依次套入复层托盘、环形均压管、基本托盘，然后通过螺母将基本托盘、环形均压管和复层托盘压贴在围岩壁上；

（2）在环形均压管中充入反光液体，选择与承压预警值配套的液压功能阀将反光液体封闭于环形均压管中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明根据锚杆支护与巷道围岩的相互作用特点，基本托盘会成为锚杆支护系统中重要承载构件，对巷道围岩受压变形起着关键作用，在基本托盘的基础上再增加尺寸更大的复层托盘，可增大托盘的与围岩的接触面积，提升对围岩的锚固控制作用和锚杆托锚力；充有反光液体并配有液压功能阀的环形均压管设置于基本托盘和复层托盘之间，环形均压管会直接承受托盘所受挤压力，根据锚杆锚固承载极限值，对液压功能阀的合理承压预警值进行结构设计；当地应力异常增大导致围岩变形破坏时，环形均压管所受的挤压力也相应增大，环形均压管的受压增大达到设计的承压预警值，液压功能阀打开，反光液体喷射在托盘周边的围岩壁面，在地下巷道灯光环境中，喷有反光液体的围岩壁面会发亮，从而实现灾害预警。

本发明充分考虑了锚杆与巷道围岩的相互作用，通过增加复层托盘提升锚杆基本托盘承压能力，并对围岩异常承压状态采用反光液体喷出实现预警，具有结构简单，制作简便、操作简单易行、更加适合井下潮湿危险环境的优点。

附图说明