一种矿用监控预警锚杆的制作方法

本发明涉及矿用支护设备领域，具体涉及一种矿用监控预警锚杆。

背景技术：

目前煤炭矿井内频繁出现巷道支护不稳定、巷道顶板塌落的现象，造成人员伤亡的事故。因此，在矿下普遍使用锚杆来对巷道进行支护，但是锚杆支护后所受的应力无法监控，无法判别锚杆是否失效，当锚杆失效后，仍然存在巷道顶板塌落的现象。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种矿用监控预警锚杆，能够实时监控锚杆所承受的应力大小，并根据锚杆的状态和预警等级对巷道做出相应的支护，从而防止巷道顶板塌落造成事故发生，保证煤矿人员和财产的安全。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种矿用监控预警锚杆，设置于岩壁内，包括本体及设置于本体上的电阻应变片，所述本体包括杆体、托板及螺帽，杆体的一端伸进岩壁内，电阻应变片有多个，分别均匀设置于杆体伸进岩壁内的部位，电阻应变片用于检测杆体各处所受应力的大小，杆体上设置于岩壁外的部位依次套设有托板和螺帽，托板紧贴岩壁设置，螺帽设置于托板的外侧，通过螺帽，使杆体固定于岩壁上，所述托板上设置有控制器，控制器与电阻应变片相连。

优选的，所述托板上设置有led警示灯，led警示灯与控制器相连，控制器根据电阻应变片的检测结果，控制led警示灯进行颜色变换，当锚杆失效时led警示灯为红色，锚杆承受高应力状态时led警示灯为黄色，正常应力状态时led警示灯为绿色。

优选的，还包括远程监控平台，控制器经无线网络与远程监控平台通信。

本发明通过在锚杆的杆体上设置电阻应变片，来实时监测锚杆的受力状态，并根据锚杆的受力状态给出预警信号，控制led警示灯闪烁，当锚杆失效时可以迅速察觉并采取相应的措施，以维护巷道支护的稳定，降低巷道因为支护不当而造成的人员伤亡，从而防止巷道顶板塌落造成事故，提高矿井安全生产水平，保证煤矿人员和财产的安全。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明公开了一种矿用监控预警锚杆，设置于岩壁内，包括本体及设置于本体上的电阻应变片8，本体包括杆体1、托板5及螺帽2，杆体1的一端伸进岩壁6内，电阻应变片8有多个，分别均匀设置于杆体1伸进岩壁6内的部位，电阻应变片8用于检测杆体1各处所受应力的大小，杆体1上设置于岩壁6外的部位依次套设有托板5和螺帽2，托板5紧贴岩壁6设置，螺帽2设置于托板5外侧，通过螺帽2，使杆体1固定于岩壁上6，托板5上设置有控制器4，控制器4与电阻应变片8相连，控制器4经无线网络与远程监控平台通信。

托板5还上设置有led警示灯3，led警示灯3与控制4器相连，控制器4用于根据电阻应变片8的检测结果，控制led警示灯3进行颜色变换，当锚杆失效时led警示灯4为红色，锚杆承受高应力状态时led警示灯4为黄色，正常应力状态时led警示灯4为绿色。其中，控制器采用89c51系列单片机，锚杆的正常应力状态、高应力状态和失效状态的应力值根据实际情况进行设定。

本发明在工作时，首先在岩壁6上开设钻孔7，钻孔7的长度和直径与杆体1相匹配，并且在钻孔7的最尾段放置锚固剂9，然后将电阻应变片8安装在杆体1上，并将杆体1安装至岩体中，最后依次安装好托板5和螺母2，即可组成完整的锚杆。当锚杆在岩体里承受了应力后，通过杆体1上的电阻应变片8，将检测到的物理信号转化为电信号的形式传送给控制器4，控制器4通过无线网络与远程监控平台通信，将电阻应变片8的数据转送到远程监控平台，远程监控平台根据锚杆所承受应力的大小下发预警等级指令到控制器4，控制器4根据预警等级指令控制led预警灯3进行led颜色变换，当锚杆失效时led警示灯4为红色，锚杆承受高应力状态时led警示灯4为黄色，正常应力状态时led警示灯4为绿色。

本发明能够实时监测锚杆的受力状态，当锚杆失效时可以迅速察觉并采取相应的措施，以维护巷道支护的稳定，降低巷道因为支护不当而造成的人员伤亡，提高矿井安全生产水平及人员财产安全。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种矿用监控预警锚杆，设置于岩壁内，包括本体及设置于本体上的电阻应变片，本体包括杆体、托板及螺帽，杆体的一端伸进岩壁内，电阻应变片有多个，分别均匀设置于杆体伸进岩壁内的部位，电阻应变片用于检测杆体各处所受应力的大小，杆体上设置于岩壁外的部位依次套设有托板和螺帽，托板紧贴岩壁设置，螺帽设置于托板的外侧，通过螺帽，使杆体固定于岩壁上，托板上设置有控制器，控制器与电阻应变片相连。本发明能够实时监测锚杆的受力状态，当锚杆失效时可以迅速察觉并采取相应的措施，以维护巷道支护的稳定，降低巷道因为支护不当而造成的人员伤亡，提高矿井安全生产水平，保证煤矿人员和财产的安全。

技术研发人员：南华;邢斌;温英明;周英;韩志强
受保护的技术使用者：河南理工大学
技术研发日：2019.01.29
技术公布日：2019.04.05