[发明专利]一种地压监测装置及方法

说明书

本公开提供一种地压监测装置及方法，涉及矿山围岩监测领域，包括锚杆、挡板组件和采集盒，锚杆中部安装有传感器，采集盒连接锚杆一端并通过引线连接传感器；挡板组件包括阻挡件、阻挡块、挡板，阻挡件为套设在锚杆外部的筒状结构，其一端设有用于配合锚杆外圆周螺纹的螺纹孔，另一端设有至少一个凹槽，楔形阻挡块填充在凹槽内形成环形阻挡部，阻挡部向心侧贴合锚杆，挡板通过中心通孔套设在阻挡部外圈，用于抵接锚杆孔围岩张拉锚杆，采用拆分式的挡板组件，利用阻挡件上凹槽与楔形阻挡块的配合，形成卡合锚杆孔的阻挡部，分离式的阻挡件与阻挡块方便进行安装压紧及松动拆除，实现锚杆尾部与钻孔的紧密贴合，保证监测精度。

技术领域

本公开涉及矿山围岩监测领域，特别涉及一种地压监测装置及方法。

背景技术

在金属矿山井下开采过程中，采场顶板岩体的物理力学特性在开采过程中表现出极高的复杂性，其原因除岩体内的物质成分存在较大差异外，还在于岩石整体上受构造运动与成矿作用的影响，在这些运动的综合作用下岩层中会存在众多性质不一的弱面，这些弱面的存在造成岩质的不均性和岩石力学参数的差异性。

在复杂的岩石力学环境下，分段式或渐进式的开采作业形式会不断改变采场顶板及围岩的受力条件与状态，导致次生应力场的产生，进而造成开采局域环境中的矿岩受力不均，且随着采矿作业的进行，部分岩层中将出现应力集中并引发片帮、冒顶等事故产生，威胁采场内工作人员及设备的安全，因此需要对顶板围岩的负压应力状态进行实时监测。

目前存在较多矿山用围岩受力特性、振动特性的数据采集及监测设备，但是其结构较为复杂，不利于在矿山开采区域内的布置；对于一些借助锚杆进行监测元件布置的方案，锚杆头部锚定在钻孔内，监测元件多布置在锚杆尾部，锚杆尾部与围岩之间贴合程度直接影响了信号的传递，通过压紧锚杆尾部与围岩使其紧密接触能够增加岩体内部微小振动信号的收集能力，但是，现有的压紧元件多为一体式渐变结构，不便进行拆装，在压紧和拆卸过程中容易对挡板产生损伤，导致无法紧贴围岩，影响监测元件采集信号的精度。

发明内容

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种地压监测装置及方法，采用拆分式的挡板组件，利用阻挡件上凹槽与楔形阻挡块的配合，形成卡合锚杆孔的阻挡部，分离式的阻挡件与阻挡块方便进行安装压紧及松动拆除，实现锚杆尾部与钻孔的紧密贴合，保证监测精度。

本公开的第一目的是提供一种地压监测装置，采用以下技术方案：

包括锚杆、挡板组件和采集盒，锚杆上安装有传感器，采集盒连接锚杆一端并通过引线连接传感器；挡板组件包括阻挡件、阻挡块、挡板，阻挡件为套设在锚杆外部的筒状结构，其一端设有用于配合锚杆外圆周螺纹的螺纹孔，另一端设有至少一个凹槽，楔形阻挡块填充在凹槽内形成环形阻挡部，阻挡块向心侧贴合锚杆，挡板通过中心通孔套设在阻挡部外圈，用于抵接锚杆孔围岩张拉锚杆。

进一步地，所述阻挡件凹槽的两侧设有凸起部，两个凸起部相对于螺纹孔轴线对称布置，沿阻挡件环向上，凸起部、凹槽间隔布置。

进一步地，所述阻挡件的凹槽沿母线方向延伸到阻挡件中部、沿径向贯穿阻挡件侧壁，阻挡件外圆周面直径小于挡板中心通孔直径。

进一步地，所述阻挡块为四分之一空心圆台体形成的楔形结构，阻挡块的内径与阻挡件内径相等，外径沿圆台体轴向上依次增大。

进一步地，所述阻挡块的侧壁与凹槽侧壁贴合，形成环形阻挡部，阻挡块朝向阻挡件轴线的一侧贴合锚杆，背向阻挡件轴线的一侧用于贴合锚杆孔。

进一步地，所述锚杆上套设有支撑件，支撑件位于采集盒与挡板之间，支撑件一端与锚杆之间通过螺纹配合，另一端越过阻挡部抵接挡板。

进一步地，所述支撑件包括支撑螺母、支撑筒，支撑筒套设在阻挡部外圈，一端对接配合锚杆的支撑螺母，另一端抵接挡板。