一種系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道的錨固質(zhì)量檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道的錨固質(zhì)量檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置。本發(fā)明方法是，通過在系統(tǒng)錨桿間隙處，沿巷道徑向布置具有測(cè)量支承壓力功能的測(cè)力直桿測(cè)得的巷道圍巖支承壓力值，繪制支承壓力值隨測(cè)力直桿深度變化的關(guān)系曲線，根據(jù)關(guān)系曲線能出現(xiàn)雙峰值來確定系統(tǒng)錨桿的合適錨固質(zhì)量；合理的系統(tǒng)錨桿支護(hù)參數(shù)能使巷道圍巖的支承壓力曲線出現(xiàn)大小相近的雙峰值。本發(fā)明裝置是，它包括沿巷道徑向布置的測(cè)力直桿；在測(cè)力直桿長(zhǎng)度方向的桿體上連續(xù)均布若干應(yīng)力傳感器；各應(yīng)力傳感器與單片機(jī)控制裝置連接，單片機(jī)控制裝置依次與數(shù)據(jù)接收裝置、由PC機(jī)構(gòu)成的上位機(jī)系統(tǒng)連接。本發(fā)明能夠進(jìn)行無損檢測(cè)，操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)結(jié)果更加接近實(shí)際受力狀態(tài)。
【專利說明】一種系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道的錨固質(zhì)量檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地下巷道支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道的錨固質(zhì)量檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]錨桿是地下巷道圍巖支護(hù)的重要組成部分，是解決地下巷道穩(wěn)定問題的有效手段，置入巖體內(nèi)部的錨桿能充分提高并發(fā)揮巷道整體圍巖自穩(wěn)能力，但必須根據(jù)巷道斷面按一定間距布置多根錨桿形成系統(tǒng)錨桿布置才能起到有效錨固作用。由于錨桿置入安設(shè)的隱蔽性，錨桿施工質(zhì)量控制比較困難，系統(tǒng)錨桿支護(hù)質(zhì)量差造成的巷道失穩(wěn)事故經(jīng)常發(fā)生。目前對(duì)錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)的手段主要有拉拔檢測(cè)和聲波無損檢測(cè)。國(guó)內(nèi)外拉拔檢測(cè)通常采用千斤頂對(duì)安裝好的錨桿進(jìn)行破壞性拉拔，費(fèi)時(shí)耗資，同時(shí)錨桿拉拔力學(xué)特點(diǎn)與錨桿實(shí)際錨固力學(xué)特點(diǎn)完全不同的，不能反映錨桿實(shí)際受力狀態(tài)；聲波無損檢測(cè)采用聲波收發(fā)裝置克服了拉拔檢測(cè)的破壞性缺陷，但該方法存在傳感件接觸穩(wěn)定性差、檢測(cè)信號(hào)重復(fù)性差、檢測(cè)精度不高的局限性?？梢?，盡管這兩種檢測(cè)手段對(duì)確定錨桿錨固質(zhì)量有重要參考意義，但它們?cè)跍y(cè)試結(jié)果方面有相當(dāng)大的誤差，同時(shí)都偏向于確定單一錨桿的安裝質(zhì)量，都無法有效檢測(cè)系統(tǒng)錨桿整體對(duì)巷道圍巖的錨固質(zhì)量和作用效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的之一在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道支護(hù)質(zhì)量進(jìn)行無損檢測(cè)，且操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)結(jié)果更加接近系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道實(shí)際受力狀態(tài)的錨固質(zhì)量檢測(cè)方法。該方法包括如下步驟:
[0004](I)根據(jù)系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道圍巖地應(yīng)力場(chǎng)情況，在系統(tǒng)錨桿間隙處，沿巷道徑向布置具有測(cè)量支承壓力功能的測(cè)力直桿，所述測(cè)力直桿長(zhǎng)度比支護(hù)所用錨桿長(zhǎng)度要長(zhǎng)；
[0005](2)根據(jù)測(cè)力直桿測(cè)得的巷道圍巖支承壓力值，繪制支承壓力值隨測(cè)力直桿深度變化的關(guān)系曲線；
[0006](3)根據(jù)關(guān)系曲線能出現(xiàn)雙峰值來確定系統(tǒng)錨桿的合適錨固質(zhì)量；合理的系統(tǒng)錨桿支護(hù)參數(shù)能使巷道圍巖的支承壓力曲線出現(xiàn)大小相近的雙峰值。
[0007]具體的，所述具有測(cè)量支承壓力功能的測(cè)力直桿是通過在測(cè)力直桿長(zhǎng)度方向的桿體上連續(xù)均布若干應(yīng)力傳感器來實(shí)現(xiàn)的。
[0008]本發(fā)明的目的之二在于提供一種使檢測(cè)結(jié)果更加接近系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道實(shí)際受力狀態(tài)的錨固質(zhì)量檢測(cè)裝置。該檢測(cè)裝置包括沿巷道徑向布置的測(cè)力直桿，所述測(cè)力直桿長(zhǎng)度比支護(hù)所用錨桿長(zhǎng)度要長(zhǎng)；在測(cè)力直桿長(zhǎng)度方向的桿體上連續(xù)均布若干應(yīng)力傳感器；所述各應(yīng)力傳感器與單片機(jī)控制裝置連接，所述單片機(jī)控制裝置依次與數(shù)據(jù)接收裝置、由PC機(jī)構(gòu)成的上位機(jī)系統(tǒng)連接。
[0009]具體的，所述單片機(jī)控制裝置與數(shù)據(jù)接收裝置之間、數(shù)據(jù)接收裝置與上位機(jī)系統(tǒng)之間均采用無線連接。
[0010]本發(fā)明的工作原理及過程如下:
[0011]本發(fā)明根據(jù)系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道圍巖地應(yīng)力場(chǎng)情況，在系統(tǒng)錨桿間隙處，沿巷道徑向布置具有測(cè)量支承壓力功能的測(cè)力直桿；根據(jù)測(cè)力直桿測(cè)得的巷道圍巖支承壓力值，繪制支承壓力值隨測(cè)力直桿深度變化的關(guān)系曲線，根據(jù)所述關(guān)系曲線能出現(xiàn)雙峰值來確定系統(tǒng)錨桿的合適錨固質(zhì)量；未進(jìn)行支護(hù)的巷道圍巖受地壓作用會(huì)形成塑性破壞區(qū)，相應(yīng)的支承壓力分布曲線只有一個(gè)應(yīng)力峰值，系統(tǒng)錨桿能加固巷道周邊破壞的圍巖，相應(yīng)也會(huì)改變支承壓力曲線形狀，根據(jù)對(duì)加錨后巷道圍巖支承壓力的分布規(guī)律分析，合理的系統(tǒng)錨桿支護(hù)參數(shù)能使巷道圍巖的支承壓力曲線出現(xiàn)大小相近的雙峰值。
[0012]本發(fā)明的單片機(jī)控制裝置對(duì)測(cè)力直桿上的各應(yīng)力傳感器檢測(cè)到的支承壓力值進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果傳給數(shù)據(jù)接收裝置；數(shù)據(jù)接收裝置將接收的數(shù)據(jù)結(jié)果傳遞給上位機(jī)系統(tǒng)，上位機(jī)系統(tǒng)繪出各支承壓力值與測(cè)力直桿深度的關(guān)系曲線。
[0013]本發(fā)明充分考慮了系統(tǒng)錨桿與巷道圍巖的相互作用，通過對(duì)比錨桿支護(hù)前后支承壓力曲線變化規(guī)律，更加接近巷道實(shí)際受力情況來檢測(cè)系統(tǒng)錨桿整體對(duì)巷道圍巖的錨固質(zhì)量和作用效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道錨固質(zhì)量檢測(cè)裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是未支護(hù)巷道圍巖下檢測(cè)及支承壓力曲線示意圖。
[0016]圖3是使用合理的系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道圍巖下檢測(cè)及支承壓力曲線示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]本發(fā)明提供的系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道錨固質(zhì)量檢測(cè)方法，主要是根據(jù)系統(tǒng)錨桿支護(hù)前后對(duì)巷道轉(zhuǎn)圍巖支承壓力曲線的影響規(guī)律來檢測(cè)錨固質(zhì)量的。
[0019]如圖1所示，對(duì)系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道，根據(jù)圍巖地應(yīng)力場(chǎng)情況，在系統(tǒng)錨桿6的間隙處，沿巷道徑向布置測(cè)力直桿1，測(cè)力直桿I的桿體連續(xù)均布有一定數(shù)量的應(yīng)力傳感器7，每個(gè)傳感器7測(cè)量所處位置的支承壓力，根據(jù)測(cè)力直桿測(cè)得的巷道圍巖支承壓力值，由上位機(jī)系統(tǒng)4繪制支承壓力值隨測(cè)力直桿深度變化的關(guān)系曲線，根據(jù)關(guān)系曲線能出現(xiàn)雙峰值來確定系統(tǒng)錨桿的合適錨固質(zhì)量。
[0020]未進(jìn)行支護(hù)的巷道圍巖受地壓作用會(huì)形成塑性破壞區(qū)5，如圖2所示，相應(yīng)的支承壓力分布曲線8只有一個(gè)應(yīng)力峰值。系統(tǒng)錨桿能加固巷道周邊破壞的圍巖，相應(yīng)也會(huì)改變支承壓力分布曲線8的形狀，根據(jù)對(duì)加錨后巷道圍巖支承壓力8的分布規(guī)律進(jìn)行分析，合理的系統(tǒng)錨桿支護(hù)參數(shù)能使巷道圍巖的支承壓力曲線8出現(xiàn)大小相近的雙峰值，如圖3所示。
[0021]本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)上述檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置，如圖1所示。包括測(cè)力直桿1、單片機(jī)控制裝置2、數(shù)據(jù)接收裝置3、由PC機(jī)構(gòu)成的上位機(jī)系統(tǒng)4。測(cè)力直桿I的桿體連續(xù)均布有一定數(shù)量的應(yīng)力傳感器7 ;單片機(jī)控制裝置2對(duì)所述測(cè)力直桿I檢測(cè)到的支承壓力值進(jìn)行分析，并通過無線信息技術(shù)將分析結(jié)果傳給數(shù)據(jù)接收裝置3，數(shù)據(jù)接收裝置3將接收的數(shù)據(jù)結(jié)果傳遞給上位機(jī)系統(tǒng)4，上位機(jī)系統(tǒng)4繪出支承壓力值與測(cè)力直桿深度的關(guān)系曲線。
[0022]采用本發(fā)明的系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道錨固質(zhì)量檢測(cè)方法及裝置，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道支護(hù)質(zhì)量的無損檢測(cè)，操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)結(jié)果更加接近系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道的實(shí)際受力狀態(tài)。
[0023]上面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道錨固質(zhì)量檢測(cè)方法及裝置作了詳細(xì)的說明，本發(fā)明并不限于上面所描述的內(nèi)容，在本領(lǐng)域技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，不脫離本發(fā)明構(gòu)思作出的各種變化，仍落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道的錨固質(zhì)量檢測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟: (1)根據(jù)系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道圍巖地應(yīng)力場(chǎng)情況，在系統(tǒng)錨桿間隙處，沿巷道徑向布置具有測(cè)量支承壓力功能的測(cè)力直桿，所述測(cè)力直桿長(zhǎng)度比支護(hù)所用錨桿長(zhǎng)度要長(zhǎng)； (2)根據(jù)測(cè)力直桿測(cè)得的巷道圍巖支承壓力值，繪制支承壓力值隨測(cè)力直桿深度變化的關(guān)系曲線； (3)根據(jù)關(guān)系曲線能出現(xiàn)雙峰值來確定系統(tǒng)錨桿的合適錨固質(zhì)量；合理的系統(tǒng)錨桿支護(hù)參數(shù)能使巷道圍巖的支承壓力曲線出現(xiàn)大小相近的雙峰值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道的錨固質(zhì)量檢測(cè)方法，其特征在于:所述具有測(cè)量支承壓力功能的測(cè)力直桿是通過在測(cè)力直桿長(zhǎng)度方向的桿體上連續(xù)均布若干應(yīng)力傳感器來實(shí)現(xiàn)的。
3.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)錨桿支護(hù)巷道的錨固質(zhì)量檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置，其特征在于:它包括沿巷道徑向布置的測(cè)力直桿，所述測(cè)力直桿長(zhǎng)度比支護(hù)所用錨桿長(zhǎng)度要長(zhǎng)；在測(cè)力直桿長(zhǎng)度方向的桿體上連續(xù)均布若干應(yīng)力傳感器；所述各應(yīng)力傳感器與單片機(jī)控制裝置連接，所述單片機(jī)控制裝置依次與數(shù)據(jù)接收裝置、由PC機(jī)構(gòu)成的上位機(jī)系統(tǒng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)裝置，其特征在于:所述單片機(jī)控制裝置與數(shù)據(jù)接收裝置之間、數(shù)據(jù)接收裝置與上位機(jī)系統(tǒng)之間均采用無線連接。
【文檔編號(hào)】G01L5/00GK104391088SQ201410740176
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】王斌, 曾澤民, 趙伏軍, 王衛(wèi)軍, 萬文 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)