基于物聯(lián)網(wǎng)的巖體錨桿監(jiān)測系統(tǒng)怎樣應(yīng)用

一種創(chuàng)新的、無損的錨桿監(jiān)測方法正在證明物聯(lián)網(wǎng)對采礦安全的強大作用。

“安全第一”是采礦業(yè)的口號，并非沒有道理。雖然確切數(shù)字仍不清楚，但專家估計全球每年約有20，000名礦工死亡。根據(jù)國際勞工組織（ILO）的數(shù)據(jù)顯示，采礦業(yè)占全球就業(yè)的1%，但占致命事故的8％。這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)還沒有涵蓋無數(shù)的非致命性工傷案件。鑒于巨大的財務(wù)和人力成本以及生產(chǎn)力損失，每起采礦事故造成的經(jīng)濟影響可能超過500萬美元。

礦井頂板坍塌的危險

在眾多的潛在危險中，礦井頂板坍塌是一個普遍面臨的問題。在美國煤礦開采中，礦井頂板坍塌事故約占所有礦井死亡人數(shù)的50％，事故數(shù)量巨大，但有一個共同的潛在原因——錨桿失效。

采礦業(yè)廣泛依賴于錨桿來支撐和穩(wěn)定地下礦洞的結(jié)構(gòu)。這些鋼棒安裝在礦井頂板上，將巖體綁在一起，以避免變形并確保礦井的堅固性。它們的失效會導(dǎo)致災(zāi)難性的頂板坍塌，進而傷及工人生命，并給公司帶來巨額財產(chǎn)損失。

在連續(xù)地震事件和地下水腐蝕的嚴峻影響下，錨桿極易發(fā)生斷裂、生銹和腐蝕，從而降低其承載能力。監(jiān)測這些加固支柱的完整性至關(guān)重要，但仍然是一項重大挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)做法僅限于目視檢查或從巖體中移除螺栓進行檢查。不用說，兩者都不是最佳的，后者本身效率低下且復(fù)雜，更不用說損壞螺栓的風(fēng)險了。由于缺乏能見度，采礦經(jīng)營者和工人對地下情況的了解非常模糊。

錨桿監(jiān)測的無損方法

物聯(lián)網(wǎng)帶來的新一波智能傳感器技術(shù)正在為有效的、無損的錨桿監(jiān)測打開大門。這些傳感器內(nèi)置于螺栓中，可自動捕捉結(jié)構(gòu)和操作條件的多個讀數(shù)。例如，沿螺栓分布的振動和應(yīng)變儀可檢測到可能會損壞其完整性的地震事件和負載水平。同樣，超聲波傳感器會識別出異常聲波，這些聲波表明裂紋或分層問題。

物聯(lián)網(wǎng)傳感器嵌入通信模塊，可將這些讀數(shù)無線傳輸?shù)絻?nèi)部控制系統(tǒng)。通過設(shè)置自動工作流程，可以提醒工人變形的危險。這樣可以及時采取糾正措施，以規(guī)避整個巖體的災(zāi)難性破壞。

更進一步，采礦經(jīng)理甚至可以利用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中的上下文信息來改善未來的地面控制實踐。通過對歷史缺陷和地震活動的長期分析，可以更準確地了解地面支撐系統(tǒng)的退化模式和使用壽命。（來源物聯(lián)之家網(wǎng)）這可以對系統(tǒng)設(shè)計以及鉆孔和挖掘活動水平進行相關(guān)調(diào)整，以提高操作安全性。

展望未來

物聯(lián)網(wǎng)在采礦安全方面的潛力是巨大的，其在巖石錨桿監(jiān)測中的應(yīng)用就是有力的證據(jù)。

為了讓公司快速從中提取價值，基于物聯(lián)網(wǎng)的巖體錨桿監(jiān)測系統(tǒng)必須經(jīng)濟高效、易于安裝和管理。由于螺栓牢牢嵌入巖體中，傳感器必須能夠在不更換電池的情況下工作多年。最重要的是，在極端深度和非對稱地形的惡劣地下環(huán)境中，必須保證高數(shù)據(jù)接收速率。

最終，所有這些要求都歸結(jié)為對高度穩(wěn)健、經(jīng)濟高效和高能效網(wǎng)絡(luò)連接的需求。

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