一种锚杆支护电液控制系统及方法与流程

1.本技术涉及锚杆支护技术领域，尤其涉及一种锚杆支护电液控制系统及方法。


背景技术：

2.目前，对于煤矿开采、岩土深基坑、隧道开采等地下硐室施工中来说，一般均采用锚杆以及锚索进行支护，锚杆支护一般利用金属的杆柱，打入地表岩体或硐室周围岩体、煤壁的预先钻好的孔中，依赖于黏结作用将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护的目的。但是，现有的锚杆支护过程需要在钻孔后退出来，再进行送药，最后进行锚护，使得锚护工作比较繁琐复杂，一体化水平较低。


技术实现要素：

3.本技术提供一种锚杆支护电液控制系统及方法，以至少解决相关技术中锚护工作比较繁琐复杂，一体化水平较低的技术问题。
4.本技术第一方面实施例提出一种锚杆支护电液控制系统，包括：上位机模块、压力传感器模块、位移传感器模块、电磁阀控制模块和电磁阀；
5.所述上位机模块，用于设置压力基准值及位移基准值，并将所述压力基准值及位移基准值发送到电磁阀控制模块；
6.所述压力传感器模块，用于采集所述电磁阀对应动作的实时压力值，并将所述实时压力值发送到电磁阀控制模块；
7.所述位移传感器模块，用于采集所述电磁阀对应动作的实时位移值，并将所述实时位移值发送到电磁阀控制模块；
8.所述电磁阀控制模块，用于基于接收到的所述压力基准值、位移基准值、实时压力值及实时位移值确定电磁阀控制指令，并基于所述电磁阀控制指令对所述电磁阀进行控制；
9.其中，所述电磁阀包括：注浆送药电磁阀。
10.本技术第二方面实施例提出锚杆支护电液控制方法，所述控制方法包括：
11.步骤1：将钻架升至与煤壁接触；
12.步骤2：摆动锚杆仓，至锚杆仓摆动到钻箱中位；
13.步骤3：接锚杆并进行钻孔，至锚杆的托盘接触煤壁；
14.步骤4：向步骤3的钻孔内注浆送药，然后进行搅拌；
15.步骤5：在钻孔内的浆液凝固后，进行紧固。
16.本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
17.本技术提出了一种锚杆支护电液控制系统及方法，所述系统包括：上位机模块、压力传感器模块、位移传感器模块、电磁阀控制模块和电磁阀；所述上位机模块，用于设置压力基准值及位移基准值，并将所述压力基准值及位移基准值发送到电磁阀控制模块；所述压力传感器模块，用于采集所述电磁阀对应动作的实时压力值，并将所述实时压力值发送
到电磁阀控制模块；所述位移传感器模块，用于采集所述电磁阀对应动作的实时位移值，并将所述实时位移值发送到电磁阀控制模块；所述电磁阀控制模块，用于基于接收到的所述压力基准值、位移基准值、实时压力值及实时位移值确定电磁阀控制指令，并基于所述电磁阀控制指令对所述电磁阀进行控制；其中，所述电磁阀包括：注浆送药电磁阀。本技术提出的技术方案，可以通过锚杆进行注浆送药、自动进给、注浆及锚固，实现了钻锚一体化。
18.本技术附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
19.本技术上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1为根据本技术一个实施例提供的一种锚杆支护电液控制系统的第一种结构图；
21.图2为根据本技术一个实施例提供的一种锚杆支护电液控制系统的第二种结构图；
22.图3为根据本技术一个实施例提供的一种锚杆支护电液控制系统的第三种结构图；
23.图4为根据本技术一个实施例提供的一种锚杆支护电液控制系统的第四种结构图；
24.图5为根据本技术一个实施例提供的一种锚杆支护电液控制系统的第五种结构图；
25.图6为根据本技术一个实施例提供的一种锚杆支护电液控制方法的流程图；
26.附图标记说明：
27.上位机模块1、压力传感器模块2、位移传感器模块3、电磁阀控制模块4、电磁阀5、遥控发送器6、遥控接收机7、数据存储模块8、供电模块9、架体升降电磁阀5-1、进给升降电磁阀5-2、钻箱旋转电磁阀5-3、水路电磁阀5-4、夹钳开合电磁阀5-5、锚杆仓旋转电磁阀5-6和锚杆仓摆动电磁阀5-7和注浆送药电磁阀5-8。
具体实施方式
28.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
29.本技术提出的一种锚杆支护电液控制系统及方法，所述系统包括：上位机模块、压力传感器模块、位移传感器模块、电磁阀控制模块和电磁阀；所述上位机模块，用于设置压力基准值及位移基准值，并将所述压力基准值及位移基准值发送到电磁阀控制模块；所述压力传感器模块，用于采集所述电磁阀对应动作的实时压力值，并将所述实时压力值发送到电磁阀控制模块；所述位移传感器模块，用于采集所述电磁阀对应动作的实时位移值，并将所述实时位移值发送到电磁阀控制模块；所述电磁阀控制模块，用于基于接收到的所述压力基准值、位移基准值、实时压力值及实时位移值确定电磁阀控制指令，并基于所述电磁
阀控制指令对所述电磁阀进行控制；其中，所述电磁阀包括：注浆送药电磁阀。本技术提出的技术方案，可以通过锚杆进行注浆送药、自动进给、注浆及锚固，实现了钻锚一体化。
30.下面参考附图描述本技术实施例的一种锚杆支护电液控制系统及方法。
31.实施例一
32.图1为根据本技术一个实施例提供的一种锚杆支护电液控制系统的结构图，如图1所示，所述系统包括：上位机模块1、压力传感器模块2、位移传感器模块3、电磁阀控制模块4和电磁阀5；
33.其中，所述上位机模块1，用于设置压力基准值及位移基准值，并将所述压力基准值及位移基准值发送到电磁阀控制模块4，所述上位机模块与电磁阀控制模块4可以进行双向的数据传输
34.所述压力传感器模块2，用于采集所述电磁阀5对应动作的实时压力值，并将所述实时压力值发送到电磁阀控制模块4；
35.所述位移传感器模块3，用于采集所述电磁阀5对应动作的实时位移值，并将所述实时位移值发送到电磁阀控制模块4；
36.所述电磁阀控制模块4，用于基于接收到的所述压力基准值、位移基准值、实时压力值及实时位移值确定电磁阀控制指令，并基于所述电磁阀控制指令对所述电磁阀5进行控制；
37.其中，所述电磁阀5包括：架体升降电磁阀5-1、进给升降电磁阀5-2、钻箱旋转电磁阀5-3、水路电磁阀5-4、夹钳开合电磁阀5-5、锚杆仓旋转电磁阀5-6和锚杆仓摆动电磁阀5-7和注浆送药电磁阀5-8；
38.需要说明的是，所述压力基准值包括：锚杆仓摆动电磁阀5-7对应的动作压力基准值、进给升降电磁阀5-2对应的动作压力基准值、夹钳开合电磁阀5-5对应的动作压力基准值、锚杆仓旋转电磁阀5-6对应的动作压力基准值和钻箱旋转电磁阀5-3对应的动作压力基准值；
39.所述位移基准值包括：进给升降电磁阀5-2对应的动作位移基准值、钻箱旋转电磁阀5-3对应的动作位移基准值。
40.在本公开实施例中，所述架体升降电磁阀5-1、进给升降电磁阀5-2、钻箱旋转电磁阀5-3、水路电磁阀5-4、夹钳开合电磁阀5-5、锚杆仓旋转电磁阀5-6和锚杆仓摆动电磁阀5-7和注浆送药电磁阀5-8均与所述电磁阀控制模块4连接；
41.进一步的，所述锚杆仓摆动电磁阀5-7、进给升降电磁阀5-2、夹钳开合电磁阀5-5、锚杆仓旋转电磁阀5-6及钻箱旋转电磁阀5-3均与所述压力传感器模块2连接。
42.所述钻箱旋转电磁阀5-3和进给升降电磁阀5-2均与所述位移传感器模块3连接。
43.在本公开实施例中，所述电磁阀控制模块4，还用于基于所述对锚杆支护中的钻架进行远程手动操作控制的指令或自动操作控制的指令，对所述电磁阀5进行控制。
44.在本公开实施例中，如图2所示，所述锚杆支护电液控制系统还包括：遥控发送器6和遥控接收机7；
45.所述遥控发送器6，用于发送升降钻架的控制指令或锚杆支护作业启停的控制指令到所述遥控接收机7；
46.所述遥控接收机7，用于将所述控制指令发送到电磁阀控制模块4，其中遥控发送
器6与遥控接收机7间通过天线进行接收信号。
47.在本公开实施例中，如图3所示，所述锚杆支护电液控制系统还包括：数据存储模块8；
48.其中，所述数据存储模块8，用于存储锚杆支护作业数据。
49.在本公开实施例中，如图4所示，所述锚杆支护电液控制系统还包括：供电模块9；
50.所述供电模块9，用于向上位机模块1及电磁阀控制模块4进行供电，其中，供电模块9可以提供24v的电源。
51.需要说明的是，遥控发送器6结合遥控接收机7可以对钻架机构进行手动操作，以及一键自动操作，自动锚护流程中可随时停止自动流程并重新启动；
52.所述上位机1还可以对锚护过程中提到的压力、位移基准值及时间的校准进行设置及监测各传感器的实时参数；
53.所述数据存储模块8在供电模块9通电后会循环记录钻架机构的锚护数据，如机构动作的电压，压力，报错记录等等。
54.基于上述锚杆支护电液控制系统，如图5所示，对锚杆支护电液控制进行说明：
55.首先，遥控发送器6向遥控接收机7发送将钻架体升至与煤壁接触的控制指令，所述遥控接收机7接收所述指令，并将所述指令发送到电磁阀控制模块4，电磁阀控制模块4控制所述架体升降电磁阀5-1升高所述钻架体至与煤壁接触，并遥控触发自动操作控制的指令；
56.然后，基于所述自动操作控制的指令进行锚杆支护，包括：
57.a.锚杆到钻箱中位:电磁阀控制模块4控制所述锚杆仓摆动电磁阀5-7摆动带有锚杆的锚杆仓，至所述锚杆仓摆动电磁阀5-7对应的实时压力值等于其动作压力基准值，停止动作，即锚杆仓摆动到钻箱中位，停止摆动。
58.b.接锚杆：电磁阀控制模块4向所述进给升降电磁阀5-2发送控制钻箱进给的指令，所述进给升降电磁阀5-2控制钻箱进给，当钻箱进给的位移值等于当前位移对应的位移基准值50mm时，停止进给；电磁阀控制模块4向所述夹钳开合电磁阀5-5发送闭合指令，所述夹钳开合电磁阀5-5闭合，当所述夹钳开合电磁阀5-5对应的动作实时压力等于当前动作对应的压力基准值时，接住锚杆上端；锚杆仓摆动收回即当锚杆仓摆动电磁阀5-7对应的实时压力值等于当前动作对应的压力基准值时停止动作锚杆仓收回，电磁阀控制模块4向所述锚杆仓旋转电磁阀5-6发送旋转锚杆仓的指令，所述锚杆仓旋转电磁阀5-6旋转锚杆仓，当所述锚杆仓旋转电磁阀5-6对应的动作实时压力等于当前动作对应的压力基准值时，停止动作，为锚护下一根锚杆做准备。
59.c.钻孔：电磁阀控制模块4向所述钻箱旋转电磁阀5-3发送钻孔指令，所述钻箱旋转电磁阀5-3进行钻孔，并控制进给升降电磁阀5-2进行进给、水路电磁阀5-4打开、当钻箱旋转电磁阀5-3的对应动作的实时位移值等于其位移基准值(即图5中所述的进给上升到一定距离)且其动作实时压力值等于其对应的压力基准值时，停止动作，并控制所述夹钳开合电磁阀5-5开；电磁阀控制模块4向所述进给升降电磁阀5-2发送进给命令，继续进给，直至锚杆托盘接触煤壁,控制给升降电磁阀5-2停止运行。
60.d.注浆送药：电磁阀控制模块4控制注浆送药电磁阀5-8开启，钻箱旋转电磁阀5-3停止运行、水路电磁阀5-4关闭，进行注浆送药，当注浆送药时间等于预设的注浆送药时间
时，停止注浆。
61.e.搅拌和凝固:控制钻箱旋转电磁阀5-3正传进行搅拌，当搅拌时间等于5s后停止，然后凝固30s。
62.f.紧固，控制进给升降电磁阀5-2、钻箱旋转电磁阀5-3同时执行正传动作，当在预设的时段内有实时压力值等于当前动作对应的压力基准值时，停止运行，否则报错紧固失败。
63.g.回到步骤a，即控制进给升降电磁阀5-2降、夹钳开合电磁阀5-5闭合、架体升降电磁阀5-1降到初始位置。
64.综上所述，本实施例提出的一种锚杆支护电液控制系统，可以通过锚杆进行注浆送药、自动进给、注浆及锚固，实现了钻锚一体化。
65.实施例二
66.图6为根据本技术一个实施例提供的一种锚杆支护电液控制方法的流程图，如图6所示，所述方法包括：
67.步骤1：将钻架升至与煤壁接触；
68.步骤2：摆动锚杆仓，至锚杆仓摆动到钻箱中位；
69.步骤3：接锚杆并进行钻孔，至锚杆的托盘接触煤壁；
70.步骤4：向步骤3的钻孔内注浆送药，然后进行搅拌；
71.步骤5：在钻孔内的浆液凝固后，进行紧固。
72.在本公开实施例中，所述锚杆仓摆动到钻箱中位包括：
73.当所述压力传感器采集到的锚杆仓摆动电磁阀的动作压力等于第一压力基准值时，所述锚杆仓摆动到钻箱中位。
74.综上所述，本实施例提出的一种锚杆支护电液控制方法，可以通过锚杆进行注浆送药、自动进给、注浆及锚固，实现了钻锚一体化。
75.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
76.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
77.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。