一体式矿山锚索应力传感器上线：为地下开采安上“智能安全哨兵”

矿山安全监测前沿 随着我国矿山智能化建设加速推进，井下支护安全监测迎来技术突破。近日，集高精度感知、无线传输、防爆耐用等特性于一体的新一代一体式矿山锚索应力传感器正式投入规模化应用，该设备可实时捕捉锚索应力细微变化，将支护安全预警响应时间从传统的“天级”压缩至“秒级”，为地下开采筑起全新安全防线。

在山西某年产千万吨煤矿的1200米深井巷道内，技术人员正通过智能监控平台查看最新监测数据。屏幕上，数十个红色圆点代表的锚索应力值实时跳动，当某一区域数值突然攀升至预警阈值时，系统立即触发声光报警并自动推送处置建议。“这要是在以前，得靠人工携带仪器下井读数，等发现异常可能已经错过最佳处置时间。”该矿安全副总工程师王磊介绍，自部署一体式锚索应力传感器以来，巷道顶板变形预警准确率提升至98%，已成功规避3次潜在冒顶风险。

作为巷道支护的“力量感知神经”，锚索的受力状态直接关系开采安全。传统监测设备普遍存在安装复杂、数据滞后、环境适应性差等问题，在瓦斯浓度高、粉尘量大的井下环境中故障率居高不下。新一代一体式传感器通过三大技术革新破解行业痛点：采用振弦式与应变式双重传感技术，测量误差控制在±2.5%以内，分辨率可达0.1kN，能精准捕捉锚索0.1毫米级的变形应力；集成433MHz无线通讯模块与本安型防爆电路，无需复杂布线即可实现数据远程传输，在瓦斯浓度100%的危险环境中仍能安全运行；外壳采用316不锈钢材质，防护等级达IP68，可在-30℃至80℃的宽温范围及水下10米环境中连续工作，年故障率低于0.5%。

“设备的核心优势在于‘一体式集成’，把感知、传输、防护功能高度融合，既降低了安装难度，又提升了数据可靠性。”设备研发企业工程师李娜解释，该传感器采用穿孔式安装设计，单人半小时即可完成一台设备的安装调试，相比传统设备施工效率提升3倍。同时，其内置的10万组数据存储模块，可配合AI算法对历史应力数据进行趋势分析，提前7-15天预测锚索疲劳失效风险，实现从“被动抢险”到“主动防控”的转变。

在露天矿场景中，该传感器同样展现出强大的实用价值。云南某露天煤矿的高陡边坡加固工程中，200余台传感器构建的无线监测网络，实时追踪预应力锚索的应力变化。当系统监测到某区域锚索应力连续3天日增幅超5%时，立即触发边坡滑移预警，施工方及时启动抗滑桩加固，成功避免了可能造成千万元损失的滑坡事故。“相比每周一次的人工巡检，传感器把预警响应速度提升了8倍，人工成本降低80%。”该项目负责人表示。

行业数据显示，我国现有煤矿巷道支护监测设备市场规模超50亿元，其中智能化监测设备渗透率已从2023年的28%提升至2025年的42%。中国矿业大学安全工程学院教授张志强指出，一体式锚索应力传感器的普及应用，不仅推动矿山监测从“经验判断”向“数据驱动”转型，更为智慧矿山建设提供了关键的感知层技术支撑。随着物联网与AI技术的深度融合，未来传感器将实现“自诊断、自预警、自联动”，进一步筑牢矿山安全屏障。