一种用于测量煤矿巷道锚杆受力变化的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于测量煤矿巷道锚杆受力变化的装置，包括弹性变形装置、测试光纤光栅和温补光纤光栅；所述弹性变形装置上有两个锚杆孔，且有锚杆垂直穿过锚杆孔；所述测试光纤光栅和温补光纤光栅分别安装在弹性变形装置的两个弹性保护管中，其中一个用作测试光纤光栅，另一个用作温补光纤光栅。本实用新型专利技术可以测量锚杆的受力变化情况，结构简单，安装方便、测量精度高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量煤矿巷道锚杆受力变化的装置
本技术属于采矿工程中巷道顶板支护的领域，具体涉及一种用于测量煤矿巷道锚杆受力变化的装置。
技术介绍
巷道围岩的变形失稳一直是煤矿开采所面临的主要问题，而锚杆支护被认为是解决该问题最有效的方式之一。但锚杆支护时常会受到顶板离层等因素的影响产生失效，如何对锚杆支护质量进行有效的检测，一直都是讨论的热点。现有的电阻应变式、液压枕式等多种形式的锚杆端部载荷的仪器检测均无法做到对锚杆的实时监测。而光纤光栅作为一种新的传感器，虽然通过被黏贴在锚杆表面或其他的安装方式可以实现对锚杆支护质量的实时监测，但因其成本过高、安装工艺复杂或对环境的要求比较高等条件的限制，所以都未能很好地推广应用到实践。因此必须想办法获取一种结构简单、安装方便、可重复使用、易于保护和维修,并对锚杆受力变化可以进行自动监测的传感器。
技术实现思路
本技术的目在于提供一种结构简单，安装方便，测量精度高，用于测量煤矿巷道锚杆受力变化的装置。为达到上述目的，本技术的技术方案来实现的：一种用于测量煤矿巷道锚杆受力变化的装置，包括弹性变形装置、测试光纤光栅和温补光纤光栅；所述弹性变形装置上有两个锚杆孔，且有锚杆垂直穿过锚杆孔；所述测试光纤光栅和温补光纤光栅分别安装在弹性变形装置的两个弹性保护管中，其中一个用作测试光纤光栅，另一个用作温补光纤光栅。本技术进一步改进在于，弹性变形装置为圆环状，且其中部设有两个弹性保护管。本技术进一步改进在于，测试光纤光栅通过施加设定的预应力使其保持平直并采用环氧树脂将其两端分别固定在弹性保护管的两端，并确保光栅段无环氧树脂。本技术进一步改进在于，温补光纤光栅的一端与弹性保护管对应一端采用环氧树脂进行固定，并确保光栅段位于弹性保护管中即可。本技术进一步改进在于，测试光纤光栅和温补光纤光栅平行设置。本技术进一步改进在于，锚杆与测试光纤光栅和温补光纤光栅垂直设置。本技术进一步改进在于，锚杆的一端通过托盘和自带的螺母与弹性变形装置固定在于一起，另一端为自由端。本技术至少具有如下有益的技术效果：本技术提供的一种用于测量煤矿巷道锚杆受力变化的装置，可以测量锚杆的受力变化情况，结构简单，安装方便、测量精度高的特点。所述弹性装置将锚杆的受力情况传递给光纤光栅，通过测得光纤光栅波长变化便可看出锚杆的受力变化，从而实现对锚杆受力变化的长距离远程实时监测。所述锚杆在一次测量过程中不需要埋设过多的光纤光栅传感器，同时同一个传感器可以重复使用，故可以减少成本。所述光纤光栅可同时测量多项参数(温度、应变、压力和位移等)且测量精度都非常高，另外它的抗电磁抗干扰、抗腐蚀能力特变强、尤其在恶劣的化学环境下也可正常工作。从整体来看锚杆受力变化的测量装置的组成结构是比较简单的，对于普通的井下工人来说安装它也很容易，可以广泛运用于煤矿巷道锚杆支护受力变化的监测或其它用于锚杆支护的构筑物领域。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的剖面示意图；图3是本技术的使用状态示意图。附图标记说明：1—锚杆，2—弹性变形装置，3—测试光纤光栅，4—温补光纤光栅，5—弹性保护管，6—托盘，7—螺母，8—锚杆孔。具体实施方式以下结合附图对本技术做出进一步的说明。如图1和2所示，本技术提供的一种用于测量煤矿巷道锚杆受力变化的装置，包括弹性变形装置2、测试光纤光栅3和温补光纤光栅4；所述弹性变形装置2上有两个使锚杆垂直穿过的锚杆孔8；所述测试光纤光栅3在安装时，需施加一定的预应力使测试光纤光栅3保持平直，然后采用环氧树脂将测试光纤光栅3两端分别固定在弹性保护管5的两端，并确保光栅段无环氧树脂；所述温补光纤光栅4在安装时，只需将温补光纤光栅4一端与弹性保护管5对应一端采用环氧树脂进行固定，并确保光栅段位于弹性保护管5中即可。为了对本技术进一步理解，现对使用方法进一步说明。如图3所示，使用锚杆1进行支护时，先将锚杆1打入巷道围岩预先钻好的孔中，待锚杆固定好后，将装有测试光纤光栅3和温补光纤光栅4的弹性变形装置2安装在所属锚杆1的端部，再将所述托盘6安装在弹性变形装置2后部，然后再用锚杆1自带的螺母7将弹性变形装置2和托盘6牢牢固定，待其安装完成后便可对锚杆1的受力情况进行实时监测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量煤矿巷道锚杆受力变化的装置，其特征在于，包括弹性变形装置(2)、测试光纤光栅(3)和温补光纤光栅(4)；所述弹性变形装置(2)上有两个锚杆孔(8)，且有锚杆(1)垂直穿过锚杆孔(8)；所述测试光纤光栅(3)和温补光纤光栅(4)分别安装在弹性变形装置(2)的两个弹性保护管(5)中，其中一个用作测试光纤光栅，另一个用作温补光纤光栅。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测量煤矿巷道锚杆受力变化的装置，其特征在于，包括弹性变形装置(2)、测试光纤光栅(3)和温补光纤光栅(4)；所述弹性变形装置(2)上有两个锚杆孔(8)，且有锚杆(1)垂直穿过锚杆孔(8)；所述测试光纤光栅(3)和温补光纤光栅(4)分别安装在弹性变形装置(2)的两个弹性保护管(5)中，其中一个用作测试光纤光栅，另一个用作温补光纤光栅。


2.根据权利要求1所述的一种用于测量煤矿巷道锚杆受力变化的装置，其特征在于，弹性变形装置(2)为圆环状，且其中部设有两个弹性保护管(5)。


3.根据权利要求1所述的一种用于测量煤矿巷道锚杆受力变化的装置，其特征在于，测试光纤光栅(3)通过施加设定的预应力使其保持平直并采用环氧树脂将其两端分别固定在弹性保护管的两端，并确保光栅段无环...

【专利技术属性】
技术研发人员：申斌学，朱磊，秋丰岐，吴玉意，古文哲，张新福，赵萌烨，刘治成，孙俊彦，潘浩，宋天奇，
申请(专利权)人：中煤能源研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61