锚杆锚固质量无损检测研究进展.pdf

臻 ；瓣 ； ；l¨ 曩 ；l 交 中图分类号：TD353 文献标识码：A DOI：10．3772／j．issn．1673—6516．2009．O1．029 锚杆锚固质量无损检测研究进展 张如明，范忠明，王迷军 ／神华集团海渤湾矿业有限责任公司，内蒙古乌海016013 刘军动 ／峰峰集团有限公司黄沙矿 ，河北 邯郸056902 摘 要：对煤矿用锚杆锚固质量检测技术的国内外研究历史及使用现状进行了回顾和分析，并对现有一些检测技术的优缺 点进行了简要分析，并对彻底解决锚杆锚固质量无损检测的技术进行了展望。 关键词 ：锚杆；锚固质量；无损检测；研究进展 锚杆锚固技术已经在我国的煤矿工业中得到了广 此仪器的最大问题是根据是否出现反射回波评价锚固 泛的应用 ，由于矿井工程围岩条件的复杂 ，受到采动 质量。因仪器故障或超声探头与锚杆耦合不良而无法 影响等以及工程的隐蔽性，现场施工及长期承载失效 出现反射回波亦会导致将锚固质量差的锚固锚杆误认 引起的锚杆锚固质量问题造成的工程事故及经济损失 为锚固质量好的的锚固锚杆问题的发生l41。 也越来越多。工程界常用的锚固质量检测方法有 “拉 上世纪八十年代末，为了满足检测要求，又不损 拔法”和 “取芯法”_1_，这两种方法属于有损检测，费 坏树脂锚杆的锚固效果，美国矿业局研制了一种顶板 时且具有破坏性，所以工程人员致力于研究开发锚杆 锚杆粘结力测定仪，使用超声波技术检测锚杆的工作 锚固质量的无损检测技术，从而确保锚杆支护巷道的 载荷 。该仪器特点是 ：重量轻、体积小、使用方便。 安全性。 该仪器操作简单，操作人员只需选择好锚杆的长度范 围 (75—120cm或 120—240cm)，然后使仪器紧贴锚杆 头即可。1990年Tadolini使用锚杆粘结力测定仪测试 一 、 国外研究历史及现状 锚固锚杆中的应力结果I5J。 Vrkljan~沿锚杆轴向安装一加速度传感器 ，使用 上个世纪八十年代初 ，国外的研究人员已经开始 铁锤敲击锚固锚杆的杆顶端，对加速度传感器接收到 致力于锚杆锚固质量无损检测技术的开发。1978年， 瑞典ThumerH．Ft提出用超声波能量损耗的原理来检 的振动信号做频谱分析，提取其中的主频，其 目的是 确认信号主频与锚杆锚固段的锚固密实度之间的关 测锚固质量，Geodynamik公司据此于1981年推出了锚 系。Vrkljian使用此项技术对硬岩矿井中的水泥砂浆 杆质量检测仪Boltometer。Boltometert使用低频超声 锚固锚杆进行检测 ，但这项技术不能可靠地检测锚杆 导波检测砂浆锚固锚杆的灌浆密实度 ，而灌浆密实度 是根据从锚杆底端反射回波的幅值评价。此方法的原 长度。 理为：当灌浆密实度很好时，超声波的能量基本都被 澳大利亚Queensland大学采矿研究中心使用锚固 散射，只有极小的锚杆底端反射信号甚至没有反射信 锚杆的频率响应来衡量锚杆的锚固质量 ，据称此方法 号；而当灌浆密实度较差时，则会产生明显的反射信号。 可以确定不同长度锚杆的锚固状况，对于此研究没有 ★ 基金项 目 国家 “十一五