[实用新型]锚杆拉拔力无损动力检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿井和隧道的锚杆拉拔力无损动力检测装置。 

背景技术

锚杆被广泛应用于矿山、隧道围岩加固和支护中，以煤矿为例，我国煤矿巷道锚杆用量至少在5000万根以上，如何准确、全面地计算锚杆拉拔力是否满足设计要求，目前仍然是一个难题。事实上，对于现在的深部煤矿巷道，由于围岩高应力、围岩性质差异和地质构造的影响，同一巷道的锚杆拉拔力都存在极大的差异，少部分锚杆拉拔力达不到要求都将引起垮巷、冒顶等事故的发生。因此，在巷道施工和服务期间分别对在役锚杆进行拉拔力无损检测，及时掌握在役锚杆拉拔力变化情况，对于煤矿安全意义明显。

专利《一种锚杆极限承载力的无损检测方法》（CN1793897A）采用结构动测技术获取信息，采用智能信号分析技术对获取的信息进行处理，然后通过已训练好的神经网络智能识别系统进行预测锚杆极限承载力的检测方法；这种检测方法不能在井下直观读取拉拔力，且未考虑预应力对准确读取拉拔力的影响。专利《锚杆锚固极限力的无损动力检测装置与方法》（CN101082564A），在锚固于煤（岩）层锚杆锚索外露端上安装传感器连接装置，并在传感器连接装置上安装与智能动测仪相连的加速度传感器，通过对锚杆正端面施加击振力，使锚杆产生纵向振动，由加速度传感器采集此微振动加速度信号，传输给智能动测仪，智能动测仪将接收到的加速度信号转换成数字信号并存储，最后将所有采集到的数据输入到计算机进行运算处理，完成锚杆锚固极限力非破损检测；这种检测方法同样不能在井下直观读取拉拔力。目前对锚杆拉拔力检测主要是利用液压千斤顶进行拉拔试验来测定锚杆的拉拔力，这种检测手段是破损检测，被检测过的锚杆一般不能再用于支护顶板或两帮，因而只能在设计中作为设计参考，并不能达到评估某巷道锚杆锚固质量的目的，而且既费工又费时。对锚固质量进行检测时，采取只拉拔到设计锚固极限力的80%，若能达到设计锚固极限力的80%，则认为该根锚杆合格，尽管这样检测后的锚杆仍可复用，但仍对锚杆及其周围岩体产生较强的扰动，降低了锚杆对围岩的加固作用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种直接用于现役锚杆检测的锚杆拉拔力无损动力检测装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：它包括锚杆，锚杆经锚固体固定在围岩上的锚杆孔内，锚杆外露端设有托板，托板经锁紧螺母固定在围岩上，锚杆的外露端设有连接套，速度传感器设置在连接套内，速度传感器经信号传输线连接信号采集分析仪；所述连接套的端部设有滑杆固接套，滑杆固接套连接滑杆，滑杆的尾部设有撞击座，滑杆上套装穿心锤。

本实用新型相比现有技术所产生的有益效果：

本实用新型采取反向激振的方法，产生拉应力波来消除压应力波在托板与围岩壁接触面的反射波干扰；选择符合预应力锚杆锚固系统固有频率的速度传感器来直接采集系统振动速度信号，以直接提取系统振动初速度；为消除碰撞时能量损耗对拉拔力计算的影响，通过穿心锤回弹高度计算回弹系数来确定碰撞的能量损耗；最后由系统振动初速度、穿心锤质量和碰撞系数计算预应力锚杆锚固系统参振质量，根据系统振动基频由固化在信号采集仪中的拉拔力计算模块计算检测锚杆的拉拔力。本实用新型在拉拔力的检测过程中，对现役的锚杆无损坏，无拆卸，且检测方便、快捷，检测精度高；信号采集仪能够直接计算和显示拉拔力的计算数据。本实用新型克服了现有技术不能在井下直观读取拉拔力数据的缺陷。

本实用新型适用于矿山和隧道的锚杆拉拔力检测、数据计算和显示。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

图中：1、围岩，2、锚固体，3、锚杆，4、锚杆孔，5、托板，6、锁紧螺母，7、速度传感器，8、信号传输线，9、连接套，10、滑杆固接套，11、滑杆，12、穿心锤，13、撞击座。

具体实施方式

参见图1，一种锚杆拉拔力无损动力检测装置，它包括锚杆3，锚杆3经锚固体2固定在围岩1上的锚杆孔4内，锚杆3外露端设有托板5，托板5经锁紧螺母6固定在围岩1上，锚杆3的外露端设有连接套9，速度传感器7设置在连接套9内，速度传感器7经信号传输线8连接信号采集分析仪14；连接套9的端部设有滑杆固接套10，滑杆固接套10连接滑杆11，滑杆11的尾部设有撞击座13，滑杆11上套装穿心锤12。

本实用新型的检测步骤包括：