一种煤矿锚注在线监测系统的制作方法

本发明涉及煤矿锚注监测，具体为一种煤矿锚注在线监测系统。

背景技术：

1、随着我国煤矿开采技术的不断提高，我国煤矿行业得到更好更快的发展，但是随着煤矿开采深度的不断加深，煤矿的矿山压力显现更加明显，造成的灾害越来越严重。目前，煤矿巷道要实现锚固锚注及监测主要以锚杆进行锚固支护，注浆锚杆进行锚注支护，光纤进行围岩监测，锚固锚注监测分别进行，需要另外打孔安装注浆锚杆及光纤，费时费力，且常存在光纤断裂，注浆锚杆存在注浆孔被堵塞等情况，带来极大安全隐患；同时在监测过程中产生的数据，易出现重要数据泄露，无法保证数据安全；

2、因此，需要一种即能实现锚杆锚固、锚注及监测，又能阻止光纤断裂、防止注浆孔堵塞和保证数据安全的锚注在线监测系统来解决这一难题。

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于为了解决现有锚注在线监测，无法实现锚杆锚固、锚注及监测，又能阻止光纤断裂、防止注浆孔堵塞和保证数据安全的的问题，而提出一种煤矿锚注在线监测系统；本发明制作简单，操作方便，造价低廉，实用性强，光纤呈螺旋状缠绕在螺旋式监测锚杆杆体上，当巷道围岩发生较大位移时，螺旋式监测锚杆杆体发生断裂，呈螺旋状的光纤散开，从而使得光纤不会发生断裂，继续监测巷道围岩，只需一次打孔便可完成锚固、光纤安装以及注浆工作，无需再次打孔注浆及安装光纤，真正实现锚注监测一体化。省时省力又安全，便于推广使用。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种煤矿锚注在线监测系统，包括监测平台和监测锚杆；所述监测锚杆包括螺旋式监测锚杆杆体以及安装在螺旋式监测锚杆杆体上的光纤；螺旋式监测锚杆杆体的一端设有紧固螺套，所述紧固螺套的一侧设有螺母，所述螺母的一侧设有注浆器；所述注浆器的一侧设有托盘；所述托盘的一侧设有止浆套；所述螺旋式监测锚杆杆体的头部设有外螺纹，所述螺旋式监测锚杆杆体的杆身设有螺旋式光纤固定槽；光纤通过螺旋式光纤固定槽呈螺旋状缠绕在螺旋式监测锚杆杆体上；所述注浆器的头部设有密封圈，注浆器的尾部设有多个注浆孔；所述注浆弯管的一端与注浆器相连，注浆弯管的另一端与防尘帽相连；

3、所述监测平台与光纤通信连接，接收光纤反馈的围岩数据并进行存储、分析和显示。

4、作为本发明的一种优选实施方式，所述光纤的外径与螺旋式光纤固定槽内径相适配；所述紧固螺套、螺母和托盘的内径与外螺纹相适配；所述止浆套的内径与注浆器的外径相适配；所述防尘帽内径注浆弯管外径相适配。

5、作为本发明的一种优选实施方式，所述监测锚杆的应用方法包括：

6、步骤一：确定巷道断面对应锚杆钻孔的位置、深度及直径，再确定锚固剂类型及长度以及监测锚杆的长度；

7、步骤二：将监测锚杆对应的螺旋式监测锚杆杆体、光纤、紧固螺套、螺母、防尘帽、注浆弯管、托盘、止浆套、注浆器和密封圈组合好备用；

8、步骤三：利用钻机依据锚杆钻孔的位置、深度及直径进行钻取对应的孔，以得到钻孔；

9、步骤四：清理钻孔内岩屑，把锚固剂放入钻孔内，利用螺旋式监测锚杆杆体将锚固剂顶入钻孔的底部，将止浆套完全塞入钻孔内，并通过托盘、螺母及紧固螺套对螺旋式监测锚杆杆体进行固定；

10、步骤五：打开防尘帽，连接注浆弯管，开始注浆，浆液通过注浆弯管流入注浆器再通过注浆孔及注浆器底部流出；

11、步骤六：继续注浆，直至浆液充满整个钻孔及巷道和围岩，注浆结束；通过光纤采集围岩的围岩数据并将其传输至监测平台；

12、作为本发明的一种优选实施方式，所述监测平台内包括数据采集单元、数据库和可视化显示模块；所述数据采集单元用于实时接收光纤反馈的围岩数据并将其发送至数据库；所述可视化显示模块用于获取数据库内的围岩数据并进行可视化显示。

13、作为本发明的一种优选实施方式，所述监测平台内还包括数据分析模块；数据分析模块用于对围岩数据分析，具体分析过程为：获取围岩数据对应的名称，对名称进行分类，当名称属于第一类别时，直接将名称及名称对应的监测结果发送至可视化显示模块内进行存储；当名称属于第二类别时，匹配名称对应的所属权限类别，对名称对应的监测结果进行判断操作并进行设置访问权限；当名称属于第三类别时，获取名称对应的监测结果并进行判断操作，同时对监测结果进行加密处理，得到监测结果对应的加密图形并将其发送至数据库内。

14、作为本发明的一种优选实施方式，对监测结果进行加密处理的具体过程为：

15、将监测结果与预设的若干个字符进行匹配，每个字符均对应一个唯一的预设编码；其中预设编码由多个数字组合构成；将监测结果匹配到的预设编码依据顺序集合在一起得到监测结果对应的编码集合；向对应的管理人员的智能终端发送加密增添请求指令，并接收管理人员通过智能终端反馈的增添结果，对增添结果进行解析以得到增添编码；将编码集合中每个预设编码在其基础上均相加增添编码得到更替编码；然后将更替编码依次代入圆环图形中，圆环图形包括若干个半径依次增大的圆环；每个圆环对应一个更替编码，统计更替编码中数字的个数，将圆环分割成与更替编码数字相等的区域，统计更替编码数字以及数字对应的位置；将数字与预设的十个图形进行匹配，十个图形均对应一个唯一的数字，若两者相同，则匹配到对应的图形；设定更替编码数字的顺序均对应一个颜色，将更替编码中每个数值的顺序与预设的颜色进行匹配得到数字顺序对应的颜色；将颜色填充在图形中，再将填充后的图形随机粘贴在圆环对应的区域内；依次类推，得到编码集合转换后的圆环图形，并将其标记为监测结果对应的加密图形。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1、本发明制作简单，操作方便，造价低廉，实用性强，光纤呈螺旋状缠绕在螺旋式监测锚杆杆体上，当巷道围岩发生较大位移时，螺旋式监测锚杆杆体发生断裂，呈螺旋状的光纤散开，从而使得光纤不会发生断裂，继续监测巷道围岩，只需一次打孔便可完成锚固、光纤安装以及注浆工作，无需再次打孔注浆及安装光纤，真正实现锚注监测一体化，省时省力又安全，便于推广使用。

18、2、本发明数据分析模块对围岩数据进行分析并进行分类，当围岩数据处于加密类别时，对其进行加密，保障围岩数据存储的安全以及访问安全。

技术特征：

1.一种煤矿锚注在线监测系统，包括监测平台和监测锚杆；其特征在于，所述监测锚杆包括螺旋式监测锚杆杆体(1)以及安装在螺旋式监测锚杆杆体(1)上的光纤(2)；螺旋式监测锚杆杆体(1)的一端设有紧固螺套(3)，所述紧固螺套(3)的一侧设有螺母(4)，所述螺母(4)的一侧设有注浆器(9)；所述注浆器(9)的一侧设有托盘(7)；所述托盘(7)的一侧设有止浆套(8)；所述螺旋式监测锚杆杆体(1)的头部设有外螺纹(1-1)，所述螺旋式监测锚杆杆体(1)的杆身设有螺旋式光纤固定槽(1-2)；光纤(2)通过螺旋式光纤固定槽(1-2)呈螺旋状缠绕在螺旋式监测锚杆杆体(1)上；所述注浆器(9)的头部设有密封圈(9-1)，注浆器(9)的尾部设有多个注浆孔(9-2)；所述注浆弯管(6)的一端与注浆器(9)相连，注浆弯管(6)的另一端与防尘帽(5)相连；

2.根据权利要求1所述的一种煤矿锚注在线监测系统，其特征在于，所述光纤(2)的外径与螺旋式光纤固定槽(1-2)内径相适配；所述紧固螺套(3)、螺母(4)和托盘(7)的内径与外螺纹(1-1)相适配；所述止浆套(8)的内径与注浆器(9)的外径相适配；所述防尘帽(5)内径注浆弯管(6)外径相适配。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿锚注在线监测系统，其特征在于，所述监测锚杆的应用方法包括：

4.根据权利要求1所述的一种煤矿锚注在线监测系统，其特征在于，所述监测平台内包括数据采集单元、数据库和可视化显示模块；所述数据采集单元用于实时接收光纤(2)反馈的围岩数据并将其发送至数据库；所述可视化显示模块用于获取数据库内的围岩数据并进行可视化显示。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿锚注在线监测系统，其特征在于，所述监测平台内还包括数据分析模块；数据分析模块用于对围岩数据分析，具体分析过程为：获取围岩数据对应的名称，对名称进行分类，当名称属于第一类别时，直接将名称及名称对应的监测结果发送至可视化显示模块内进行存储；当名称属于第二类别时，匹配名称对应的所属权限类别，对名称对应的监测结果进行判断操作并进行设置访问权限；当名称属于第三类别时，获取名称对应的监测结果并进行判断操作，同时对监测结果进行加密处理，得到监测结果对应的加密图形并将其发送至数据库内。

技术总结
本发明公开了一种煤矿锚注在线监测系统，涉及煤矿巷道、隧道围岩等支护、注浆、监测技术领域；包括监测平台和监测锚杆、监测锚杆包括螺旋式监测锚杆杆体、光纤、紧固螺套、螺母、防尘帽、注浆弯管、托盘、止浆套、注浆器等；本发明制作简单，操作方便，造价低廉，实用性强，光纤呈螺旋状缠绕在螺旋式监测锚杆杆体上，当巷道围岩发生较大位移时，螺旋式监测锚杆杆体发生断裂，呈螺旋状的光纤散开，从而使得光纤不会发生断裂，继续监测巷道围岩，只需一次打孔便可完成锚固、光纤安装以及注浆工作，无需再次打孔注浆及安装光纤，真正实现锚注监测一体化。省时省力又安全，便于推广使用。

技术研发人员：秦庆举,李英明,张乾龙,张浩,孟祥瑞,刘传玉,许文松,刘崇岩
受保护的技术使用者：陕西金源招贤矿业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21