本發(fā)明涉及巖層應(yīng)力監(jiān)測，具體地，涉及一種煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
1、在錨網(wǎng)噴以及錨網(wǎng)錨支護(hù)過程中，常采用應(yīng)力監(jiān)測裝置施加錨桿的預(yù)緊力，并通過監(jiān)測儀器監(jiān)測一定時期內(nèi)錨桿的應(yīng)力變化，如采用壓力表、應(yīng)力計、千斤頂?shù)葯C(jī)械式壓力表監(jiān)測；采用光纖光柵監(jiān)測錨桿的應(yīng)力、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)等信息，但這些儀器僅在特定條件下監(jiān)測效果較好，且大多監(jiān)測儀器為單點(diǎn)監(jiān)測，無法有效監(jiān)測圍巖應(yīng)力在整個支護(hù)面的連續(xù)變化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
2、為此，本發(fā)明的實(shí)施例提出一種煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)和方法，所述煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對圍巖應(yīng)力變化的連續(xù)和實(shí)時監(jiān)測，提高了礦井的安全。
3、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，包括：
4、錨固組件，所述錨固組件包括錨桿和托盤，所述錨桿的第一端用于固定在巖層鉆孔中，所述托盤用于與所述錨桿的第二端相連，以用于固定所述錨桿，所述錨桿具有第一檢測孔，所述第一檢測孔沿所述錨桿的延伸方向延伸，且所述第一檢測孔的中心線與所述錨桿的中心線重合，所述托盤包括托底座和蓋板，所述底座具有第二檢測孔，所述第二檢測孔的延伸方向與所述底座的厚度方向一致，
5、監(jiān)測組件，所述監(jiān)測組件包括第一監(jiān)測件和第二監(jiān)測件，所述第一監(jiān)測件與所述錨桿相連且置于所述第一檢測孔內(nèi)，所述第一監(jiān)測件的延伸方向與所述錨桿的延伸方向一致，以用于監(jiān)測所述錨桿在巖層應(yīng)力發(fā)生變化后的受力狀態(tài)，所述第二監(jiān)測件與所述底座相連且置于所述第二檢測孔內(nèi)，所述蓋板的至少部分與所述第二監(jiān)測件相抵，以用于監(jiān)測所述蓋板上的壓力變化；
6、信息處理組件，所述信息處理組件與所述第一監(jiān)測件和所述第二監(jiān)測件均電性相連，以用于收集和分析所述第一監(jiān)測件和第二監(jiān)測件傳輸?shù)谋O(jiān)測信息。
7、本發(fā)明實(shí)施例的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)利用第一監(jiān)測件和第二監(jiān)測件可以分別監(jiān)測錨桿的受力和托盤上的壓力變化，提供更全面的數(shù)據(jù)，有助于了解圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用。此外，由于監(jiān)測組件集成在錨固組件中，能夠適應(yīng)復(fù)雜的井下環(huán)境，并且在經(jīng)受爆破振動和巖層位移時保持可靠性。
8、在一些實(shí)施例中，所述錨桿還包括延伸孔，所述延伸孔位于所述錨桿的頂部且與所述第一檢測孔連通，所述監(jiān)測組件包括緊固件，所述第一監(jiān)測件的第一端置于所述延伸孔內(nèi)，所述緊固件與所述第一監(jiān)測件的第二端相連且位于所述第一檢測孔的外側(cè)，以是所述第一監(jiān)測件處于緊繃狀態(tài)。
9、在一些實(shí)施例中，所述延伸孔鄰近所述第一監(jiān)測孔的一端設(shè)有第一凸緣，所述監(jiān)測組件還包括限制件和彈性件，所述限制件置于所述延伸孔內(nèi)且沿所述延伸孔的延伸方向可移動，所述彈性件連接在所述限制件和所述第一凸緣之間，所述第一監(jiān)測件的第一端與所述限制件相連。
10、在一些實(shí)施例中，所述蓋板鄰近所述底座的一側(cè)設(shè)有第一凸起，所述第一凸起的部分置于所述第二檢測孔內(nèi)且與所述第二監(jiān)測件相抵，且所述蓋板與所述底座在所述錨桿的延伸方向上間隔開。
11、在一些實(shí)施例中，所述第二檢測孔鄰近所述蓋板的一端設(shè)有第二凸緣，所述第一凸起遠(yuǎn)離所述蓋板的一端設(shè)有第二凸起，所述第二凸起的徑向尺寸與所述第二檢測孔的徑向尺寸適配。
12、在一些實(shí)施例中，所述第二監(jiān)測件為多個，多個所述第二監(jiān)測件沿所述錨桿的周向間隔布置，所述第二檢測孔為多個，多個所述第二檢測孔與多個所述第二監(jiān)測件一一對應(yīng)。
13、在一些實(shí)施例中，所述錨固組件還包括擠壓件，所述擠壓件與所述錨桿的第一端相連，且所述擠壓件的截面面積在由所述錨桿指向所述擠壓件的方向上逐漸減小，所述擠壓件遠(yuǎn)離所述錨桿的一端設(shè)有多個凸出部，多個所述凸出部沿所述錨桿中心線的周向間隔布置。
14、在一些實(shí)施例中，所述擠壓件還包括流道，所述流道開設(shè)在所述擠壓件的周側(cè)壁，且所述流道的延伸方向與所述擠壓件的母線的延伸方向一致，所述流道為多個，多個所述流道沿所述錨桿中心線的周向間隔布置。
15、本發(fā)明實(shí)施例的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測方法，所述煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測方法采用根據(jù)上述實(shí)施例中任一項所述的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)完成，包括以下步驟：
16、s1、根據(jù)煤礦井下巖層信息，確定巖層的錨固鉆孔位置；
17、s2、根據(jù)鉆孔位置進(jìn)行鉆孔；
18、s3、將第一監(jiān)測件安裝在第一檢測孔內(nèi)，并向鉆孔內(nèi)添加錨固劑，將第二監(jiān)測件安裝在第二檢測孔內(nèi)，將蓋板蓋在底座上，并將托盤套裝在錨桿的第二端；
19、s4、利用錨固鉆機(jī)將錨桿鉆入鉆孔內(nèi)；
20、s5、將第一監(jiān)測件和第二監(jiān)測件與信息處理組件相連，根據(jù)第一監(jiān)測件和第二監(jiān)測件的監(jiān)測信息，確定錨桿安裝程度。
21、在一些實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測方法還包括以下步驟：
22、在步驟s3中，在一個底座上安裝兩個第二監(jiān)測件，且兩個第二監(jiān)測件沿底座中心對稱布置，在相鄰的兩個錨固組件中，一個所述底座中的兩個第二監(jiān)測件之間的連線垂直于另一個所述底座中兩個第二監(jiān)測件之間的連線。
1.一種煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述錨桿還包括延伸孔，所述延伸孔位于所述錨桿的頂部且與所述第一檢測孔連通，所述監(jiān)測組件包括緊固件，所述第一監(jiān)測件的第一端置于所述延伸孔內(nèi)，所述緊固件與所述第一監(jiān)測件的第二端相連且位于所述第一檢測孔的外側(cè)，以是所述第一監(jiān)測件處于緊繃狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述延伸孔鄰近所述第一監(jiān)測孔的一端設(shè)有第一凸緣，所述監(jiān)測組件還包括限制件和彈性件，所述限制件置于所述延伸孔內(nèi)且沿所述延伸孔的延伸方向可移動，所述彈性件連接在所述限制件和所述第一凸緣之間，所述第一監(jiān)測件的第一端與所述限制件相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述蓋板鄰近所述底座的一側(cè)設(shè)有第一凸起，所述第一凸起的部分置于所述第二檢測孔內(nèi)且與所述第二監(jiān)測件相抵，且所述蓋板與所述底座在所述錨桿的延伸方向上間隔開。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述第二檢測孔鄰近所述蓋板的一端設(shè)有第二凸緣，所述第一凸起遠(yuǎn)離所述蓋板的一端設(shè)有第二凸起，所述第二凸起的徑向尺寸與所述第二檢測孔的徑向尺寸適配。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述第二監(jiān)測件為多個，多個所述第二監(jiān)測件沿所述錨桿的周向間隔布置，所述第二檢測孔為多個，多個所述第二檢測孔與多個所述第二監(jiān)測件一一對應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述錨固組件還包括擠壓件，所述擠壓件與所述錨桿的第一端相連，且所述擠壓件的截面面積在由所述錨桿指向所述擠壓件的方向上逐漸減小，所述擠壓件遠(yuǎn)離所述錨桿的一端設(shè)有多個凸出部，多個所述凸出部沿所述錨桿中心線的周向間隔布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述擠壓件還包括流道，所述流道開設(shè)在所述擠壓件的周側(cè)壁，且所述流道的延伸方向與所述擠壓件的母線的延伸方向一致，所述流道為多個，多個所述流道沿所述錨桿中心線的周向間隔布置。
9.一種煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測方法，所述煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測方法采用根據(jù)上述權(quán)利要求1-8中任一項所述的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)完成，其特征在于，包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的煤礦井下巖層應(yīng)力監(jiān)測方法，其特征在于，還包括以下步驟：