一种智能锚杆制造技术

技术编号:19793655 阅读:36 留言:0更新日期:2018-12-19 02:29
本实用新型专利技术公开了一种智能锚杆,包括多节锚杆体,锚杆体中间具有光栅光纤安装孔,光栅光纤安装孔中安装有多节固定有光栅传感器的光栅光纤,多节光栅光纤之间通过光纤连接头连接,多节锚杆体之间螺纹连接。该智能锚杆具有施工方便,不易损坏等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种智能锚杆
本技术涉及一种智能锚杆。
技术介绍
目前,锚杆在传统的岩土防护工程中已经得到了广泛的应用,用于将巷道的围岩加固在一起,使围岩自身支护自身。作为巷道安全生产的重要保证手段,对锚杆的应力应变、施工便利和应力应变传感器的使用寿命越来越受到重视。中国技术专利:200920310115.5,专利名称:一种可接式锚杆,公开了一种智能锚杆,该锚杆包括多节锚杆体和连接套管,锚杆体之间通过连接套管相互连接,在锚杆体外固定有光栅传感器用于测量巷道内的应力应变。该技术公开的锚杆具有以下不足:1、多节锚杆体通过连接套管相互连接,连接套管需要分别与两端的锚杆体进行连接,增加操作步骤;2、光栅传感器固定在锚杆体外,使得光栅传感器在安装过程中容易与锚杆孔内壁接触,影响传感器的安装精度;3、在锚杆塞入锚管孔中后,置于锚杆外壁上的光栅传感器对向锚管孔的注浆起到阻碍作用,使得锚管孔中的注浆不均匀,影响锚杆的固定强度;4、锚杆固定在巷道内后,随着时间的推移,锚杆与巷道之间会进行一定位移,锚杆与巷道的位移可能会造成锚杆体外的光栅传感器的损坏。
技术实现思路
本技术针对以上问题的提出了一种智能锚杆,本技术采用的技术手段如下:一种智能锚杆,包括锚杆体和光栅光纤,所述锚杆体包括锚杆体Ⅰ和锚杆体Ⅱ,所述锚杆体Ⅰ中心具有一端开口的第一光栅光纤安装孔,所述锚杆体Ⅱ上具有沿杆体轴向贯通的第二光栅光纤安装孔,所述光栅光纤安装孔内固定有多节光栅光纤,所述多节光栅光纤通过光纤连接头相互连接,所述光栅光纤上固定有光栅传感器,所述锚杆体Ⅰ和锚杆体Ⅱ螺纹连接;进一步地,所述锚杆体还包括至少一节锚杆体Ⅲ,所述锚杆体Ⅲ置于所述锚杆体Ⅰ和锚杆体Ⅱ之间,所述锚杆体Ⅲ两端分别与所述锚杆体Ⅰ和锚杆体Ⅱ螺纹连接,所述锚杆体Ⅲ上具有沿杆体轴向贯通的第三光栅光纤安装孔;进一步地,所述锚杆体Ⅰ的后端或锚杆体Ⅱ的前端为大截面段,在所述大截面段中心沿杆体轴向加工有内螺纹孔,所述锚杆体Ⅱ的前端或锚杆体Ⅰ的后端加工有外螺纹,所述锚杆体Ⅲ的一端为大截面段,在大截面段中心沿杆体轴向加工有内螺纹孔,另一端加工有外螺纹,所述锚杆体Ⅰ、锚杆体Ⅲ和锚杆体Ⅱ依次螺纹连接;进一步地,所述锚杆体Ⅱ后端固定有限制锚杆体向岩层内部移动的锚杆垫片和螺母,所述锚杆垫片套在所述锚杆体Ⅱ后端,所述螺母与所述锚杆体Ⅱ螺纹连接,所述螺母上与所述锚杆垫片之间固定有压力传感器;进一步地,所述光栅传感器包括应力、应变和温度光栅光纤传感器中的任意一种或多种;进一步地,所述锚杆体Ⅰ前端为尖头;进一步地,还包括数据采集装置和数据发送装置,所述数据采集装置包括数据采集模块、数据转换与存储模块、数据发射模块以及电源模块Ⅰ,所述数据采集模块用于采集所述光栅传感器和螺母的信号,所述数据发送装置包括数据接收模块、GPRS模块和电源模块Ⅱ;进一步地,所述锚杆体外壁上涂有防腐涂层。与现有技术比较,本技术所述的智能锚杆具有以下有益效果:1、锚杆由多节锚杆体组成,锚杆体之间通过螺纹连接,使得单节锚杆长度可以加工的比较短,适合狭小巷道空间中进行作业;2、光栅光纤置于中空的锚杆体中,避免了在锚杆安装和使用过程中光栅光纤直接与巷道接触造成光栅传感器的损坏;3、锚杆体的连接处的直径大于锚杆体的直径,连接处的截面变化增大了锚杆体与锚管孔内注浆的摩擦阻力,提高了锚杆的抗拔力;4、锚杆体Ⅱ后端固定有螺母和垫片,螺母和垫片之间固定有压力传感器,可以用于实时监测锚杆与巷道外壁之间的作用力;5、光栅光纤上固定有一种或多种传感器可以更全面的了解巷道内的工况;6、锚杆体Ⅰ前端为尖头,方便进行施工;7、锚杆还包括数据采集装置和数据发送装置,可以实时的将接受的数据进行采集和传输,方便实时的了解巷道的工况;8、锚杆体外涂有防腐涂层,可以防止锚杆体被腐蚀,延长其使用寿命。附图说明图1为本技术公开的智能锚杆的第一种实施例;图2为锚杆体Ⅰ的结构图;图3为锚杆体Ⅱ的结构图;图4为本技术公开的智能锚杆的第二种实施例;图5为锚杆体Ⅲ的结构图;图6为数据采集装置的示意图;图7为数据发送装置的示意图。图中:10、锚杆体Ⅰ,11、锚杆体Ⅱ,12、锚杆体Ⅲ,14、大截面段,15、锚杆垫片,16、螺母,17、压力传感器,18、内螺纹孔,19、外螺纹,101、第一光栅光纤安装孔,111、第二光栅光纤安装孔,121、第三光栅光纤安装孔,131、光栅传感器,20、数据采集装置,21、数据采集模块,22、数据转换与存储模块,23、数据发射模块,24、电源模块Ⅰ,25、数据天线,30、数据发送模块,31、GPRS模块,32、数据接收模块,33、电源模块Ⅱ。具体实施方式实施例1如图1、图2和图3所示,本技术公开的智能锚杆,包括锚杆体和光栅光纤,所述锚杆体包括锚杆体Ⅰ10和锚杆体Ⅱ11,所述锚杆体Ⅰ10中心具有一端开口的第一光栅光纤安装孔101,所述锚杆体Ⅱ11上具有沿杆体轴向贯通的第二光栅光纤安装孔111,所述光栅光纤安装孔内固定有多节光栅光纤13,所述多节光栅光纤13通过光纤连接头相互连接,所述光栅光纤13上固定有一个或多个光栅传感器131,所述锚杆体Ⅰ10和锚杆体Ⅱ11螺纹连接。具体地,如图2所示,锚杆体Ⅰ10中心具有一端开口的第一光栅光纤安装孔101,锚杆体Ⅰ10的前端为封闭端,锚杆体Ⅰ10的后端为螺纹连接端,在本实施例中,锚杆体Ⅰ10的后端为大截面段14,即锚杆体Ⅰ10的后端的直径比锚杆主体的直径大,大截面段14中心加工有内螺纹孔18,在锚杆体Ⅱ11的前端的外壁上加工有外螺纹19,锚杆体Ⅱ11和锚杆体Ⅰ10的通过螺纹连接在一起。在第一光栅光纤安装孔101中通过热熔胶固定有光栅光纤13,光栅光纤在锚杆体Ⅰ10后端预留一定长度并且安装有光纤连接头,在锚杆体Ⅱ11上具有沿杆体轴向贯通的第二光栅光纤安装孔111,在第二光栅光纤安装孔111中通过热熔胶固定有光栅光纤13,光栅光纤13在光栅光纤安装孔111两端预留一定长度并且预留端连接有光纤连接头,两段光栅光纤之间通过光纤连接头连接,在光栅光纤13上连接有多个光栅传感器131(图中第一光栅光纤安装孔中的光栅传感器的数量为3个,第二光栅光纤安装孔中的光栅传感器的数量为也为3个),光栅传感器可以是应力光栅传感器、应变光栅传感器和温度光栅传感器中的任意一种或几种的组合用于测量巷道内的压力、温度和位移等信息。在本实施例中,锚杆体Ⅰ10的后端为大截面段14,其中心加工有内螺纹孔18,锚杆体Ⅱ11的前端的加工有外螺纹19以用于相互连接。在实际生产中,也可以是锚杆体Ⅰ10的后端加工有外螺纹,锚杆体Ⅱ11的前端为大截面段,在锚杆体Ⅱ11上加工有内螺纹孔以用于相互连接。在锚杆体Ⅱ11的后端安装有限制锚杆体向岩层内部移动的锚杆垫片15和螺母16,所述锚杆垫片15套在所述锚杆体Ⅱ11后端,所述螺母16与所述锚杆体Ⅱ11螺纹连接,所述螺母16上与所述锚杆垫片15之间固定有压力传感器17。如图3、图6和图7所示,在锚杆体Ⅱ11后端还置有数据采集装置20,所述数据采集装置20包括数据采集模块21、数据转换与存储模块22、数据发射模块23以及电源模块Ⅰ24,电源模块Ⅰ24用于向数据采集模块21、数据转换与存储模块22、数据发射模块23供电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能锚杆,包括锚杆体和光栅光纤,其特征在于:所述锚杆体包括锚杆体Ⅰ(10)和锚杆体Ⅱ(11),所述锚杆体Ⅰ(10)中心具有一端开口的第一光栅光纤安装孔(101),所述锚杆体Ⅱ(11)上具有沿杆体轴向贯通的第二光栅光纤安装孔(111),所述光栅光纤安装孔内固定有多节光栅光纤(13),所述多节光栅光纤(13)通过光纤连接头相互连接,所述光栅光纤(13)上固定有光栅传感器(131),所述锚杆体Ⅰ(10)和锚杆体Ⅱ(11)螺纹连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能锚杆,包括锚杆体和光栅光纤,其特征在于:所述锚杆体包括锚杆体Ⅰ(10)和锚杆体Ⅱ(11),所述锚杆体Ⅰ(10)中心具有一端开口的第一光栅光纤安装孔(101),所述锚杆体Ⅱ(11)上具有沿杆体轴向贯通的第二光栅光纤安装孔(111),所述光栅光纤安装孔内固定有多节光栅光纤(13),所述多节光栅光纤(13)通过光纤连接头相互连接,所述光栅光纤(13)上固定有光栅传感器(131),所述锚杆体Ⅰ(10)和锚杆体Ⅱ(11)螺纹连接。2.根据权利要求1所述的智能锚杆,其特征在于:所述锚杆体还包括至少一节锚杆体Ⅲ(12),所述锚杆体Ⅲ(12)置于所述锚杆体Ⅰ(10)和锚杆体Ⅱ(11)之间,所述锚杆体Ⅲ(12)两端分别与所述锚杆体Ⅰ(10)和锚杆体Ⅱ(11)螺纹连接,所述锚杆体Ⅲ(12)上具有沿杆体轴向贯通的第三光栅光纤安装孔(121)。3.根据权利要求2所述的智能锚杆,其特征在于:所述锚杆体Ⅰ(10)的后端或锚杆体Ⅱ(11)的前端为大截面段(14),在所述大截面段(14)中心沿杆体轴向加工有内螺纹孔(18),所述锚杆体Ⅱ(11)的前端或锚杆体Ⅰ(10)的后端加工有外螺纹(19),所述锚杆体Ⅲ(12)的一端为大截面段,在大截面段中心沿杆体轴向加工有内螺纹孔(18...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨锐王金满王振杨宏伟周博冯超谭振马红建刘永平贺健郭庆龙郑世杰郭树勋张玉波邓世超许辉徐言赵锦元温泉武洪海樊志鹏周雪峰徐新智戴亮张恩惠于维林曹建
申请(专利权)人:中交隧道工程局有限公司
类型:新型
国别省市:北京,11

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