一种风化泥质破碎巷道注浆参数自动监测系统的制作方法

本实用新型属于煤矿巷道围岩控制安全技术领域，尤其涉及一种风化泥质破碎巷道注浆参数自动监测系统。

背景技术：

风化泥质破碎巷道围岩是处于岩性变异、高水压地质环境，软弱破碎，具有整体不良工程地质性质的变异地质体，该类巷道围岩控制属于特殊地质条件下的围岩稳定性控制问题。在风化裂隙发育、岩体软弱破碎富水条件下，受扰动的裂隙水侵入新开掘的巷道围岩，造成围岩强度衰减弱化、承载性能下降。为了防止风化泥质破碎区域巷道发生失稳垮冒事故，需要对巷道围岩进行注浆加固，以确保巷道掘进施工安全。在注浆过程必须对注浆量和注浆压力等参数进行监控，如果不能实时监测注浆参数，不仅出现盲目注浆、跑浆、漏浆、浪费支护材料，还将会为巷道掘进工程的施工带来极大安全隐患，甚至引发巷道围岩垮冒失稳致灾事故。但目前巷道围岩注浆参数监控主要依靠安装在注浆泵上的压力表或流量计进行，精度较低，可控性不强，而且无法实现注浆量、注浆压力等参数的实时监测与数据存储分析。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型的目的在于，提供一种风化泥质破碎巷道注浆参数自动监测系统，包括：注浆泵，注浆锚杆，止浆塞，注浆量传感器，压力传感器，数据采集终端以及工控机；注浆锚杆内部为供浆液流动的中空结构，注浆锚杆设有注浆段，螺纹段以及入浆段；注浆锚杆的注浆段均匀布设有若干个注浆孔，注浆孔与中空结构相连通；

所述止浆塞设有固定通孔，所述固定通孔内部设有内螺纹，螺纹段设有外螺纹，外螺纹与内螺纹相配合使止浆塞套装在注浆锚杆的螺纹段上；止浆塞边缘处固定连接有固定支板，所述固定支板设有固定凹槽，固定凹槽内部固定插装有止浆橡胶圈；

注浆泵的排浆管与注浆锚杆的入浆段连接；止浆塞上设有卡槽，数据采集终端铠装在卡槽内；止浆塞的侧壁上设有与压力传感器相适配的压力安装孔以及与注浆量传感器相适配的注浆量安装孔；

注浆锚杆的螺纹段上设有压力安装通孔以及注浆量安装通孔；压力安装通孔的孔壁和压力安装孔的孔壁上分别设置有与压力传感器相适配的内螺纹，压力传感器的外螺纹分别与压力安装通孔孔壁的内螺纹和压力安装孔孔壁的内螺纹进行螺纹连接，使压力传感器穿过止浆塞和注浆锚杆，感应注浆锚杆内部浆液的压力；

注浆量安装通孔的孔壁和注浆量安装孔的孔壁上分别设置有与注浆量传感器相适配的内螺纹，注浆量传感器的外螺纹分别与注浆量安装通孔孔壁的内螺纹和注浆量安装孔孔壁的内螺纹进行螺纹连接，使注浆量传感器穿过止浆塞和注浆锚杆，感应注浆锚杆内部的注浆量；

注浆量传感器和压力传感器分别与数据采集终端连接，数据采集终端用于获取并储存注浆量传感器和压力传感器感应的注浆量数据信息以及注浆压力感应信息；

数据采集终端与工控机通过无线通信或有线连接，数据采集终端将获取的数据信息上传至工控机。

优选地，数据采集终端包括：处理器，存储芯片，USB接口，主板以及用于给数据采集终端内部元件供电的电池；

处理器，存储芯片，USB接口，电池分别设置在主板上，存储芯片和USB接口分别通过数据线连接至处理器，处理器获取压力传感器和注浆量传感器感应的注浆量数据信息以及注浆压力感应信息，并储存至存储芯片中；

USB接口用于连接工控机，使感应的注浆量数据信息以及注浆压力感应信息上传至工控机。

优选地，所述止浆塞采用金属或硬质塑料制成，止浆塞所承受注浆压力不小于7.0MPa。

优选地，数据采集终端与工控机通过的无线通信采用WIFI方式通信，或蓝牙方式通信，或射频方式通信；

数据采集终端与工控机通过的有线连接采用光纤连接，或网线连接；

注浆量传感器采用型号为LG/FB型标准流量传感器，或采用变截面流量传感器；

压力传感器采用型号为XT1151/3351DP的压力传感器，或压力变送器。

优选地，数据采集终端还包括：注浆量设置模块，注浆泵控制模块，显示屏；

注浆量设置模块用于设置注浆量；

注浆泵控制模块用于控制注浆泵的启停；

显示屏、注浆量设置模块和注浆泵控制模块分别与处理器连接，处理器还用于当注浆量达到设置的注浆量时，通过注浆泵控制模块控制注浆泵的停止注浆；

显示屏用于显示注浆量，压力数据，时间数据。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

风化泥质破碎巷道注浆参数自动监测系统能够实时获取注浆量数据信息以及注浆压力感应信息，并将注浆量数据信息以及注浆压力感应信息进行储存供查询参考，而且通过连接工控机，使感应的注浆量数据信息以及注浆压力感应信息上传至工控机，使监控人员实时获取注浆数据，对注浆过程进行控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为风化泥质破碎巷道注浆参数自动监测系统整体示意图；

图2为风化泥质破碎巷道注浆参数自动监测系统监测示意图。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本实用新型保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本实施例提供一种风化泥质破碎巷道注浆参数自动监测系统，如图1和图2所示，包括：注浆泵9，注浆锚杆，止浆塞9，注浆量传感器22，压力传感器21，数据采集终端8以及工控机10；注浆锚杆内部为供浆液流动的中空结构，注浆锚杆设有注浆段1，螺纹段以及入浆段2；注浆锚杆的注浆段1均匀布设有若干个注浆孔12，注浆孔12与中空结构相连通；

所述止浆塞6设有固定通孔4，所述固定通孔4内部设有内螺纹，注浆锚杆的螺纹段设有外螺纹，外螺纹与内螺纹相配合使止浆塞6套装在注浆锚杆的螺纹段上；止浆塞6边缘处固定连接有固定支板5，所述固定支板5设有固定凹槽6，固定凹槽6内部固定插装有止浆橡胶圈7；

止浆塞6能够将注浆锚杆卡合在注浆孔上，并且通过螺纹连接实现拆卸及调整高度。止浆橡胶圈7起到了止浆塞6与注浆孔进行软连接，保证卡合的紧密度。止浆塞采用金属或硬质塑料制成，止浆塞所承受注浆压力不小于7.0MPa。

注浆泵9的排浆管13与注浆锚杆的入浆段1连接；止浆塞6上设有卡槽11，数据采集终端8铠装在卡槽11内；止浆塞6的侧壁上设有与压力传感器21相适配的压力安装孔17以及与注浆量传感器22相适配的注浆量安装孔18；

注浆锚杆的螺纹段上设有压力安装通孔以及注浆量安装通孔；压力安装通孔的孔壁和压力安装孔的孔壁上分别设置有与压力传感器相适配的内螺纹，压力传感器的外螺纹分别与压力安装通孔孔壁的内螺纹和压力安装孔孔壁的内螺纹进行螺纹连接，使压力传感器穿过止浆塞和注浆锚杆，感应注浆锚杆内部浆液的压力。

注浆量安装通孔的孔壁和注浆量安装孔的孔壁上分别设置有与注浆量传感器相适配的内螺纹，注浆量传感器的外螺纹分别与注浆量安装通孔孔壁的内螺纹和注浆量安装孔孔壁的内螺纹进行螺纹连接，使注浆量传感器穿过止浆塞和注浆锚杆，感应注浆锚杆内部的注浆量。

注浆量安装通孔和注浆量安装孔为相配合使用的孔，压力安装通孔和压力安装孔为相配合使用的孔。将止浆塞6安装在注浆锚杆的螺纹段，止浆塞6在安装过程中调整位置，使注浆量安装通孔和注浆量安装孔为相配合使用以及压力安装通孔和压力安装孔为相配合使用。这样就可以将注浆量传感器和压力传感器插入至注浆锚杆内部，感应注浆锚杆内部注浆压力和注浆量。

注浆量传感器22和压力传感器21分别与数据采集终端8连接，数据采集终端8用于获取并储存注浆量传感器22和压力传感器21感应的注浆量数据信息以及注浆压力感应信息。

本实施例中，数据采集终端8包括：处理器，存储芯片，USB接口，主板以及用于给数据采集终端内部元件供电的电池；

处理器，存储芯片，USB接口，电池分别设置在主板上，存储芯片和USB接口分别通过数据线连接至处理器，处理器获取压力传感器和注浆量传感器感应的注浆量数据信息以及注浆压力感应信息，并储存至存储芯片中；USB接口用于连接工控机10，使感应的注浆量数据信息以及注浆压力感应信息上传至工控机10。

所述止浆塞6采用金属或硬质塑料制成，止浆塞6所承受注浆压力不小于3.0MPa。

数据采集终端与工控机通过的无线通信采用WIFI方式通信，或蓝牙方式通信，或射频方式通信；数据采集终端与工控机通过的有线连接采用光纤连接，或网线连接；注浆量传感器采用型号为LG/FB型标准流量传感器，或采用变截面流量传感器；压力传感器采用型号为XT1151/3351DP的压力传感器，或压力变送器。注浆泵9可以采用如申请号201320395220.X的注浆泵。也可以采用本领域常用的注浆泵。

数据采集终端还包括：注浆量设置模块，注浆泵控制模块，显示屏；

注浆量设置模块用于设置注浆量；注浆泵控制模块用于控制注浆泵的启停；

显示屏、注浆量设置模块和注浆泵控制模块分别与处理器连接，处理器还用于当注浆量达到设置的注浆量时，通过注浆泵控制模块控制注浆泵的停止注浆；显示屏用于显示注浆量，压力数据，时间数据。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。