[發(fā)明專利]錨桿受力狀態(tài)的隨機(jī)無損動力檢測技術(shù)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610040779.5
• 申請日: 2006-06-01
• 公開（公告）號: CN101082564A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 繆協(xié)興;李青峰;徐金海;茅獻(xiàn)彪;秦昊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及錨桿受力狀態(tài)的隨機(jī)無損動力檢測技術(shù)，尤其適用于礦山、隧道、邊坡預(yù)應(yīng)力錨桿、錨索使用狀態(tài)的在線監(jiān)測，也適用于礦山、隧道、邊坡錨桿、錨索使用狀態(tài)的在線監(jiān)測。

背景技術(shù)

錨桿支護(hù)被廣泛地應(yīng)用于地下巷道以及邊坡圍巖的加固與支護(hù)中，尤其在煤礦井下大量使用了錨桿支護(hù)，目前我國國有煤礦年巷道總進(jìn)尺在1000萬米以上，用于支護(hù)的錨桿用量高達(dá)4000萬根以上，在這4000萬根錨桿中有多少錨桿對地下巷道及邊坡圍巖起到加固作用，誰也無法回答。事實(shí)上，由于不同的錨桿或者距離很近的錨桿所承受的拉應(yīng)力都會因圍巖性質(zhì)和施工質(zhì)量的差異而不同，而且由于采礦過程中應(yīng)力的重新分布或地質(zhì)運(yùn)動，同一根錨桿中的受力也會在服務(wù)期限內(nèi)發(fā)生改變，若支護(hù)強(qiáng)度弱，圍巖不安全，若支護(hù)強(qiáng)度過高，會造成材料浪費(fèi)，因此非常有必要對錨桿中的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。

目前對錨桿的安全穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測主要有兩種方法。一種監(jiān)測方法是利用深孔多點(diǎn)位移計(jì)、位移收斂計(jì)、頂板離層指示儀等進(jìn)行位移監(jiān)測，位移是力作用的累積效應(yīng)，因此這種監(jiān)測在時間上是滯后的，時效性差。另一種監(jiān)測方法是利用扭矩拔手、測力錨桿、拉拔計(jì)、鋼弦計(jì)、液壓枕式測力計(jì)等進(jìn)行受力檢測。扭矩拔手測力只能通過測試錨桿安裝時的扭矩來估算預(yù)緊力，其準(zhǔn)確率低。測力錨桿測力是通過貼有應(yīng)變片的特殊錨桿測知這根錨桿在圍巖內(nèi)的受力狀況，不能對任意一根普通錨桿進(jìn)行受力監(jiān)測。鋼弦計(jì)、液壓枕測力計(jì)測力是將它們安裝在圍巖與托板之間，根據(jù)錨桿受力后鋼弦計(jì)的頻率或液壓枕的壓力來測知錨桿的受力狀況，也不能實(shí)現(xiàn)對任意一根錨桿進(jìn)行受力監(jiān)測。測力錨桿、拉拔計(jì)這兩種受力檢測手段只能進(jìn)行點(diǎn)檢測，并不能實(shí)行面檢測，拉拔計(jì)測力是利用液壓千斤頂進(jìn)行拉拔試驗(yàn)來測定錨桿的錨固力(最大承載能力)，無法檢測錨桿的受力狀態(tài)，且這種檢測手段既費(fèi)工又費(fèi)時，更重要的是這種檢測手段對經(jīng)錨桿加固的巷道產(chǎn)生較強(qiáng)的擾動，降低了錨桿對圍巖的加固作用，而且僅限于個別抽查。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種方便、快捷、有效的錨桿、錨索受力狀態(tài)的隨機(jī)無損動力檢測技術(shù)。

技術(shù)方案：本發(fā)明錨桿受力狀態(tài)的隨機(jī)無損動力檢測裝置，它包括計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，還包括設(shè)在錨桿外露端上的激振力緊固裝置、設(shè)在錨桿外露端緊固螺母上的加速度傳感器，加速度傳感器上連接有一信號采集智能動測儀；所述的激振力緊固裝置為一形鋼，形鋼上設(shè)有一個可穿套在錨桿上的孔，還設(shè)有一個與該孔徑成直角并相通的螺釘孔。

本發(fā)明錨桿受力狀態(tài)的隨機(jī)無損動力檢測方法，在錨固于巖(煤)體內(nèi)的錨桿外露端上安裝激振力緊固裝置，并在錨桿外露端的緊固螺母上安裝加速度傳感器，在加速度傳感器上連接信號采集智能動測儀；對激振力緊固裝置施加力，使錨桿產(chǎn)生振動，通過設(shè)在緊固螺母上的加速度傳感器采集錨桿振動加速度，加速度傳感器采集到的加速度信號傳輸給智能動測儀，智能動測儀將接收到的加速度模擬信號轉(zhuǎn)換成加速度數(shù)字信號并存儲，將所采集到的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理，選出錨桿振動前5階頻率中的任一階頻率及加速度波回波時間，計(jì)算出錨桿的預(yù)應(yīng)力或工作載荷，將所計(jì)算出的錨桿1的預(yù)應(yīng)力或工作載荷大小與錨桿錨固力設(shè)計(jì)值相比較，最終確定所測錨桿的受力狀態(tài)。

有益效果：本發(fā)明錨桿受力狀態(tài)的隨機(jī)無損動力檢測技術(shù)，最適用于礦山錨桿、錨索使用狀態(tài)的在線監(jiān)測，也適用于隧道、邊坡錨桿錨索使用狀態(tài)的在線監(jiān)測。在錨固于巖(煤)體內(nèi)的錨桿錨索外露端上安裝激振力緊固裝置和與信號采集智能動測儀相連的加速度傳感器，通過對激振力緊固裝置施力，使錨桿、錨索產(chǎn)生橫向振動，通過加速度傳感器，將信號傳給智能動測儀，智能動測儀將接收到的加速度信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并存儲，最后通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，完成錨桿錨索初始安裝時的預(yù)應(yīng)力及工作狀態(tài)時的載荷檢測，整個受力的全過程在線監(jiān)測、非破損、全面性，可對任意一根錨桿受力進(jìn)行無損動力檢測，只要對錨桿錨索外露端敲擊，無需在錨桿錨索施工時安裝任何附加裝置，其操作簡單，使用方便、快捷，易于攜帶，效果好，具有廣泛的實(shí)用性。

附圖說明

附圖是本發(fā)明錨桿受力狀態(tài)的隨機(jī)無損動力檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-錨桿，2-樹脂，3-煤體，4-托盤，5-加速度傳感器，6-緊固螺母，7-激振力緊固裝置，8-智能動測儀。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實(shí)施例作進(jìn)一步的描述：