[发明专利]包括传感器组件的岩石锚杆组件

说明书

一种用于岩石锚杆的传感器组件，其中所述岩石锚杆包括中心杆、用于围绕所述中心杆装配的对开管、装配到所述中心杆的楔形锚固组件、具有孔的岩石板和用于附接到所述中心杆的外端的螺母，其中所述传感器组件包括：距离传感器、用于将所述距离传感器附接到所述对开管的外部部分的支架、伸长的间隔构件，该伸长的间隔构件被构造用以围绕所述对开管装配在所述螺母和所述岩石板之间，以保持所述螺母和所述岩石板间隔开，其中所述间隔构件包括沿着所述间隔构件的长度的至少一部分延伸的开口，其中所述开口的尺寸设定成足够得大，以允许所述支架沿着所述间隔构件的长度的一部分移动，其中所述距离传感器通过所述支架附接到所述对开管的所述外部部分。

技术领域

本公开涉及用于加固地层(诸如岩层)的岩石锚杆，并且具体是涉及用于随着时间监测这种锚杆以检测岩石运动的技术。

背景技术

地层(诸如岩石地层或岩石分层)通常使用岩石锚杆来加固。例如，岩石锚杆通常用于加固隧道顶部和稳定岩壁、斜坡和岩脉。根据例如待加固的地层类型，使用各种类型的岩石锚杆或锚固件。

一种常见类型的岩石锚杆是液压可膨胀岩石锚杆，该液压可膨胀岩石锚杆设有可膨胀主体，该可膨胀主体被打入到地层中，然后通过引入加压压力介质而膨胀，使得所述可膨胀主体压靠钻孔的孔壁，从而接合地层。从CZ 25706 U1中已知一种液压可膨胀岩石锚杆。

另一种类型的岩石锚杆是摩擦锚杆。这种岩石锚杆可以通过驱动装置(例如钻车)被打入到地层中。可机械膨胀锚杆包括伸长的可膨胀外部主体(有时被称为对开管)以及在外部主体内从设有螺母的尾部延伸到前部的中心杆，该前部在操作上连接到膨胀机构，所述膨胀机构用于在中心杆旋转时使外部主体膨胀。

在地层中安装可机械膨胀岩石锚杆时，驱动装置被操作以反复冲击锚杆的外部主体，从而迫使外部主体进入地层。当锚杆被打入到地层中足够得远时，锚杆通过螺母的旋转而膨胀，这导致中心杆的旋转，使得膨胀机构导致外部主体的膨胀。螺母可以是盲螺母，使得螺母可首先被拧到位于中心杆的尾部处的螺纹上，其中中心杆最终在盲螺母中触底(bottoms out)，从而防止中心杆和盲螺母之间的进一步相对旋转。这允许扭矩施加到螺母并进一步施加到中心杆，用于拉紧锚杆的膨胀机构。用于防止中心杆和螺母之间的共同旋转的其它装置也是可行的，例如螺纹锁紧流体或剪切销，其中可以使用带有通孔的标准螺母来代替盲螺母。

地面运动可能会导致岩石中产生裂缝，锚杆因此防止岩石块散开。然而，当岩石破裂时，锚杆上的载荷可能会增加，并且锚杆可能会被拉伸，从而增加了不希望的进一步的岩石运动和岩石锚杆失效的风险。

发明内容

本发明的目的是能够检测岩石运动，使得可以响应于岩石运动而在早期采取适当措施。根据本发明的第一方面，该目的通过如所附独立权利要求1中限定的用于岩石锚杆的本发明的传感器组件来实现，并且替代性实施例在从属权利要求中限定。该传感器组件用于岩石锚杆，该岩石锚杆包括中心杆、用于围绕中心杆装配的对开管、装配到中心杆的楔形锚固组件、带有孔的岩石板、用于附接到中心杆的外端的螺母和与螺母一起使用的垫圈。该传感器组件包括：距离传感器、用于将距离传感器附接到对开管的外部部分的支架、伸长的间隔构件，该伸长的间隔构件被构造用以围绕对开管装配在螺母和岩石板之间，以保持螺母和岩石板间隔开。间隔构件包括沿着间隔构件的长度的至少一部分延伸的开口，其中开口的尺寸设定成足够得大，以允许支架沿着间隔构件的长度的一部分移动，其中距离传感器通过支架附接到管的外部部分。