第27卷第2期2010年06月

采矿与安全工程学报

JournalofMining&SafetyEngineeringVol.27No.2

June2010

文章编号:1673 3363(2010)02 0166 05

煤矿锚杆支护无损检测技术与应用

徐金海,周保精,吴 锐

(中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州 221008)

摘要:为了寻求能快速、实时、无损检测煤矿井下巷道锚固质量的方法,研究了应力波在井下锚杆系统中的传播和反射原理,研制成功本安型锚杆无损检测仪.以外力给锚杆外露端施加一瞬态

激振力,所产生的应力波在锚杆杆体中传播,遇锚固位置或里端面反射,由锚杆外露端头的传感器接收反射信号,通过对所接收的反射信号进行时域、频域的处理分析,获得锚杆的锚固长度、工作荷载、极限承载能力等参数.锚杆检测仪经过大量的实验室和井下现场测试,结果表明:检测仪检测数据与锚杆实际参数相差在7%以内.

关键词:锚杆支护;应力波;无损检测;稳定性评价中图分类号:TD82 文献标识码:A

Non DestructiveTestforBoltingSupportin

CoalMinesandItsApplication

XUJin hai,ZHOUBao jing,WURui

(StateKeyLaboratoryforcoalresourcesandsafeexploitation,ChinaUniversity

ofMiningandTechnology,Xuzhou,Jiangsu221008,China)

Abstract:Inordertofindthefast,real time,non destructivetestingmethodforanchoringqualityincoalmineroadway,thetransmissionandreflectionprincipleofthestresswaveinun dergroundboltsystemisstudied,thentheintrinsicallySafenon destructivetestingdevicesuc cessfullyinvented.Ifatransientexcitationisexertedonthetopofbolt,thestresswavepro ducedcantransmitwithinthebodyofbolt.Ifcomingacrosstheanchoragepositionandinsidereflection,thereflectionsignalswillbereceivedbythesensoronthetopofthebolt.Throughanalyzingandcalculatingthetimedomainandfrequencydomainforthereflectionsignalsre ceived,theanchorrodlength,theworkload,andthemaximumload bearingcapacityaswellasotherparameterscanbegained.Thedetectingdevicehasbeentestedbyalotofdatafromlaboratoryandunderground,showingthatthedifferencebetweenthetestingresultandtheac tualparameterisbelow7%.

Keywords:bolting;thestresswave;non destructivetesting;stabilityevaluation 由于锚杆支护方式具有施工成本低、速度快、工人劳动强度减轻等优点,因而成为井巷与岩土工程的主要支护加固方式.但由于煤矿井巷工程的围岩条件复杂性以及工程的隐蔽性,施工质量控制比较困难,因锚杆支护失效造成的巷道冒顶事故时有

发生.

目前煤矿锚杆支护巷道的监测仪器装备,可分成两大类:一类是顶板离层变形检测,采用顶板离层仪、多点位移计、位移收敛计等.此类仪器事故预警不及时、准确率低,仪器安装困难,对施工质量起

收稿日期:2009 10 11

基金项目:国家自然科学基金项目(50874104);江苏省自然科学基金项目(BK2006040);江苏省高校科研成果产业化推进项目(JH07

023)

作者简介:徐金海(1963 ),男,江苏省靖江市人,教授,博士生导师,博士,从事采矿工程与矿山工程力学交叉学科方面的研究.