煤礦錨桿支護(hù)質(zhì)量無損檢測理論與技術(shù)

吳宇中國礦業(yè)大學(xué)二○一五年十一月煤礦錨桿支護(hù)質(zhì)量無損檢測實際與技術(shù)匯報提綱一、錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測技術(shù)開展現(xiàn)狀二、錨桿動力無損檢測的原理與方法三、錨桿動力無損檢測技術(shù)實驗標(biāo)定四、錨桿動力無損檢測的儀器與軟件五、錨桿動力無損檢測技術(shù)現(xiàn)場測試一、錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測技術(shù)開展現(xiàn)狀工程的研討意義國內(nèi)外研討現(xiàn)狀研討難點(diǎn)與突破1.工程的研討意義煤礦巷道錨桿支護(hù)的歷史煤礦巷道錨桿支護(hù)的實際地面“土釘〞支護(hù)技術(shù)的歷史已很難追溯國際上于1910S開發(fā)煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)由于目前尚無科學(xué)意義上的煤礦巷道錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測方法和技術(shù)，因此現(xiàn)沒有科學(xué)意義上的“錨桿支護(hù)實際〞。國際上，煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用范圍遭到嚴(yán)厲限制。地面邊坡錨桿支護(hù)〔土釘〕煤礦巷道錨桿支護(hù)〔部分粘結(jié)〕煤灰?guī)r頁巖砂巖我國于1950S開場引進(jìn)技術(shù)，如今每年新掘進(jìn)的巷道總長度約8000km，其中采用錨桿支護(hù)的約占80%，每年運(yùn)用錨桿超越8000萬根。由于煤礦巷道的特殊性，加上缺乏有效的檢測手段，呵斥錨桿支護(hù)質(zhì)量難以控制。2021年，我國因巷道支護(hù)失效呵斥頂板垮落死亡665人(全年共死亡1732人)。每年錨桿支護(hù)巷道返細(xì)長度上百萬米，經(jīng)濟(jì)損失上百億元。由于錨桿支護(hù)強(qiáng)度過?！策^高〕，浪費(fèi)呵斥的經(jīng)濟(jì)損失更大。1.工程的研討意義1.工程的研討意義煤礦巷道災(zāi)禍控制研討中的根底實際性問題巷道圍巖變形與破壞機(jī)理巷道圍巖穩(wěn)定性控制實際錨桿支護(hù)實際〔井下占80%〕架棚支護(hù)實際〔井下占10%〕錨桿+架棚結(jié)合支護(hù)實際〔井下占10%〕近年來國家相關(guān)根底科學(xué)研討立項情況國家973方案工程2項國家自然科學(xué)基金工程32項〔近三年〕煤炭結(jié)合基金工程中占20%急需建立由相關(guān)科學(xué)測試儀器設(shè)備支持的根底研討平臺1.工程的研討意義單根錨桿質(zhì)量檢測的主要目的為2項粘結(jié)段長b：錨固力〔質(zhì)量〕自在段軸力：P-隨時間變化baPP灰?guī)r初始階段中期階段回采階段煤灰?guī)r頁巖砂巖煤灰?guī)r頁巖砂巖煤灰?guī)r頁巖砂巖煤礦巷道錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測儀器是支護(hù)設(shè)計實際研討不可短少的重要手段，而對中國又具有特別重要的現(xiàn)實意義。1.工程的研討意義煤礦巷道錨桿支護(hù)實際研討的中心錨固端的位置〔桿長〕與粘結(jié)力錨桿的錨固支護(hù)強(qiáng)度〔極限受力〕錨桿支護(hù)的時變特性〔實時受力〕深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實驗室提供巷道災(zāi)禍控制根底研討平臺開發(fā)相應(yīng)的科學(xué)研討儀器和設(shè)備促進(jìn)巷道圍巖災(zāi)禍控制實際開展深部巖土力學(xué)與地下工程實驗室2.國內(nèi)外研討現(xiàn)狀現(xiàn)有煤礦錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測技術(shù)錨桿拉拔儀測力錨桿抗拉拔實驗測力錨桿……都屬破壞性測試或定桿有損檢測，沒有觸及到錨桿支護(hù)質(zhì)量的本質(zhì)。煤礦巷道錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測方法美國、澳大利亞、德國、加拿大、英國等不斷在研討探求有效方法。近年來，我國已成為世界的研討熱點(diǎn)國家。3.研討難點(diǎn)與突破煤礦巷道錨桿支護(hù)實際和檢測方法嚴(yán)重滯后于技術(shù)錨-梁-網(wǎng)結(jié)合支護(hù)面大量廣〔我國每年用量超越8000萬根〕煤礦巷道錨桿支護(hù)的環(huán)境非常復(fù)雜煤礦巷道錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測的特殊困難性——只能從錨桿部分外露端測定內(nèi)部工況和桿體受力檢測方法(嚴(yán)重缺乏)支護(hù)實際(多種假說)支護(hù)技術(shù)(廣泛運(yùn)用)需求在原理、方法、儀器等方面作出系統(tǒng)創(chuàng)新與突破二、錨桿動力無損檢測的原理與方法錨桿錨固構(gòu)造系統(tǒng)縱向振動特性錨桿軸向長度動力無損檢測方法錨桿軸向受力動力無損檢測原理錨桿軸向受力動力無損檢測方法1.錨桿錨固構(gòu)造系統(tǒng)的縱向振動特性錨桿縱向彈性動搖方程錨桿外端應(yīng)力邊境條件非全長粘結(jié)錨桿縱向振動力學(xué)模型非全長粘結(jié)錨桿縱向振動數(shù)學(xué)模型2.錨桿軸向長度動力無損檢測方法錨桿長度無損檢測表示〔動畫〕錨桿錨固系統(tǒng)橫向振動力學(xué)模型錨桿錨固系統(tǒng)簡化模型錨桿橫向振動力學(xué)分析模型A.圍巖B.錨固段C.托盤與圍巖〔一端固支，一端彈性鉸接梁構(gòu)造模型〕3.錨桿軸向受力的動力無損檢測原理方程的通解邊境條件超越方程固有頻率fi與軸力P之間的關(guān)系振動微分方程3.錨桿軸向受力的動力無損檢測原理P/kN102030405060708090100f1/Hz38.138.538.839.039.239.339.439.439.539.5f2/Hz105.2106.2107.0107.6108.0108.3108.6108.7108.8108.9f3/Hz206.7208.5210.0211.0211.8212.4212.9213.1213.4213.5f4/Hz342.2345.0347.3348.9350.2351.2351.8352.3352.7352.9f5/Hz512.2515.9519.0521.4523.3524.6525.6526.3526.8527.2f6/Hz716.4721.2725.2728.5730.9732.8734.1735.1735.8736.3f7/Hz955.2961.0965.9970.0973.3975.7977.4978.8979.7980.3錨桿軸向受力與固有頻率的關(guān)系3.錨桿軸向受力的動力無損檢測原理托盤與圍巖對固有頻率的影響托盤與圍巖對固有頻率影響的關(guān)系曲線ABCD圍巖越硬，固有頻率就越大。但錨桿軸力越大，影響就越小。

3.錨桿軸向受力的動力無損檢測原理4.錨桿軸向受力動力無損檢測方法錨桿軸力無損檢測表示〔動畫〕三、錨桿動力無損檢測技術(shù)實驗標(biāo)定錨桿特征長度標(biāo)定實驗錨桿軸向受力標(biāo)定實驗?zāi)M現(xiàn)場公用巷道實驗1.錨桿特征長度標(biāo)定實驗錨桿編號直徑/mm自由段長/mm錨固段長/mm全長/mm1#22165055022002#22123077020003#18620158022004#1815506502200實驗安裝錨桿參數(shù)錨桿長度無損檢測結(jié)果錨桿編號固端反射時間/μs底端反射時間/μs自由段長度/mm自由段誤差錨固長度/mm全長/mm全長誤差1#64688716801.76%55422341.52%2#48282112531.85%78020331.62%3#2359216111.47%157821890.51%4#58885415291.37%63821671.51%1#錨桿2#錨桿3#錨桿4#錨桿錨桿長度無損檢測信號1.錨桿特征長度標(biāo)定實驗2.錨桿軸向受力標(biāo)定實驗編號直徑/mm全長/mm自由段長/mm錨固段長/mm1#18200015504502#18220018453553#22200014705304#2222001730470最大實驗力：500kN有效實驗力范圍：5~500kN實驗力精度：±1%位移丈量范圍：0-600mm位移分辨率：0.0025mm最小長度實驗：510mm活塞行程：0-600mm錨桿軸向受力無損檢測公用標(biāo)定實驗系統(tǒng)錨桿軸力實驗試件根本參數(shù)錨桿軸力測試原理模擬硬巖條件下不同軸力對應(yīng)的錨桿固有頻率模擬中硬巖條件下不同軸力對應(yīng)的錨桿固有頻率模擬軟巖條件下不同軸力對應(yīng)的錨桿固有頻率

錨桿錨固體系的固有頻率隨軸力添加呈對數(shù)添加的規(guī)律。不同性質(zhì)的圍巖變化規(guī)律一樣。圍巖越硬，固有頻率就越大。2.錨桿軸向受力標(biāo)定實驗3.模擬現(xiàn)場公用巷道實驗?zāi)M現(xiàn)場錨桿安裝根本參數(shù)模擬現(xiàn)場的錨桿支護(hù)情況編號直徑×長度/mm孔深/mm藥卷長度/m孔徑/mm外露段長/mm計算自由段長度/m計算錨固段長/m118×200020001.0321011.120.88220×200518900.732811.090.92320×240023200.7321101.650.75420×200019501.2321410.661.34520×199019150.73282.51.080.91620×239823280.7321410.921.48……………………4320×201219500.532851.630.384420×199819500.732851.470.534520×239523150.7321101.401.004620×240022801.4321010.881.524720×240022901.432850.931.474820×240222501.432831.201.204920×240522701.432771.201.215020×201219500.532781.420.59模擬現(xiàn)場錨桿長度測試結(jié)果幫錨桿檢測頂錨桿檢測編號自由段反射時間全長反射時間/μs自由段長/m自由段誤差錨固段長/m全長/m全長“誤差”14198531.092.68%1.012.094.38%24044001.053.67%0.921.971.75%36279361.631.21%0.712.342.50%42468160.643.03%1.311.952.50%54047911.052.78%0.891.942.51%……………………435487871.583.07%0.551.971.86%446087251.432.72%0.271.857.41%455509901.381.43%1.012.441.96%463279750.853.41%1.492.342.50%4735410190.921.08%1.532.452.08%484469591.163.33%1.182.342.58%4942310141.101.67%1.362.462.29%505387821.401.41%0.561.962.58%3.模擬現(xiàn)場公用巷道實驗扭矩/(N.m)1001401802202601#錨桿1.912.613.414.14.986#錨桿1.281.742.272.733.327#錨桿1.812.342.993.944.3512#錨桿1.622.062.683.263.7618#錨桿1.441.962.563.073.74模擬現(xiàn)場錨桿軸力測試結(jié)果利用測力扳手對螺母進(jìn)展逐級加載，測試結(jié)果如下：3.模擬現(xiàn)場公用巷道實驗四、錨桿動力無損檢測的儀器與軟件錨桿動力無損檢測儀硬件系統(tǒng)錨桿動力無損檢測儀軟件系統(tǒng)錨桿動力無損檢測長度分析方法錨桿動力無損檢測軸力分析方法錨桿動力無損檢測相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)錨桿無損檢測儀正面錨桿無損檢測儀反面桿長激振頭傳感器軸力檢測小錘軸力檢測套管錨桿動力無損檢測儀硬件系統(tǒng)1.錨桿動力無損檢測儀硬件系統(tǒng)錨桿動力無損檢測儀內(nèi)置軟件2.錨桿動力無損檢測儀軟件系統(tǒng)2.錨桿動力無損檢測儀軟件系統(tǒng)錨桿動力無損檢測儀配套軟件采集信號3.錨桿動力無損檢測長度分析方法長度識別自在段全長3.錨桿動力無損檢測長度分析方法信號采集及分析4.錨桿動力無損檢測軸力分析方法5.錨桿動力無損檢測相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)煤礦錨桿動力無損檢測技術(shù)獲得了1項國際發(fā)明專利，多項國內(nèi)發(fā)明專利和軟件著作權(quán)。根據(jù)煤礦錨桿動力無損檢測技術(shù)所研發(fā)礦用本安型錨桿無損檢測儀經(jīng)過了國家權(quán)威部門的相關(guān)檢測，并獲得高新技術(shù)產(chǎn)品稱號。5.錨桿動力無損檢測相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)煤炭工業(yè)協(xié)會組織專家對煤礦錨桿動力無損檢測技術(shù)進(jìn)展了鑒定，來自科研院所專家和各大礦區(qū)的技術(shù)擔(dān)任人對該項技術(shù)進(jìn)展了詳細(xì)的論證，最后一致以為該項技術(shù)到達(dá)了國際領(lǐng)先程度。……鑒定技術(shù)技術(shù)資料齊全，測試數(shù)據(jù)可靠。鑒定委員會一致贊同經(jīng)過鑒定，研討成果到達(dá)國際領(lǐng)先程度。建議，進(jìn)一步擴(kuò)展推行運(yùn)用范圍。5.錨桿動力無損檢測相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)針對煤礦錨桿動力無損檢測技術(shù)和設(shè)備的運(yùn)用，由煤炭行業(yè)煤礦公用設(shè)備規(guī)范化技術(shù)委員牽頭，中國礦業(yè)大學(xué)、江蘇中礦立興能源科技及數(shù)家煤企結(jié)合起草了<金屬錨桿軸向受力和錨固長度無損檢測規(guī)范>和<煤礦井下錨桿錨固參數(shù)機(jī)械波無損檢測儀通用技術(shù)條件>兩項行業(yè)規(guī)范。5.錨桿動力無損檢測相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)目前錨桿動力無損檢測技術(shù)曾經(jīng)在全國十多個礦區(qū)，一百余座礦井進(jìn)展運(yùn)用，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)和平安效應(yīng)。5.錨桿動力無損檢測相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)五、錨桿動力無損檢測技術(shù)的工程運(yùn)用〔一〕西山礦區(qū)的工程運(yùn)用〔二〕潞安礦區(qū)的工程運(yùn)用〔三〕淮南礦區(qū)的工程運(yùn)用〔一〕西山礦區(qū)的工程運(yùn)用西山礦區(qū)西曲煤礦的運(yùn)用西山礦區(qū)杜兒坪煤礦的運(yùn)用1.西山礦區(qū)西曲煤礦的運(yùn)用19202巷道斷面為矩形，寬為4.2m，高為3.2m。巷道位于9#煤層，厚度較穩(wěn)定，煤厚1.85-2.35m，平均2.2m。9#煤層構(gòu)造簡單，中下部普遍含有一層泥巖夾石，夾石厚度變化不大。9#煤層上部普遍含有一層泥巖偽頂，直接頂板為2.57m的砂質(zhì)泥巖，直接底板為3.76m的細(xì)粒砂巖。任務(wù)面上覆18202和18203采空區(qū)，層間距為12m左右，煤柱下壓力較大。19202巷道根本概略19202巷道錨桿錨固參數(shù)計算錨桿位置錨桿長度錨桿直徑樹脂藥卷鉆孔直徑/mm（鉆頭）計算錨固長/mm頂板1800202360×12380×1301481321186煤幫1800202360桿編號位置自由段長/m錨固段長/m實測自由段長/m錨固段差/%全長差/%_001煤幫0.930.870.894.400.00_002煤幫0.920.84

2.22_003煤幫1.080.81

5.00_004煤幫1.090.671.14.292.22_005煤幫0.920.940.851.053.33_006煤幫0.910.83

3.89_007煤幫0.890.84

3.89_008煤幫1.210.551.233.512.22_009煤幫1.220.531.253.642.78_010煤幫0.910.89

0.00_011煤幫1.210.56

1.67_012頂板0.571.310.50.774.44_013頂板0.571.270.483.792.22_014頂板0.90.950.823.062.78_015頂板0.561.220.524.691.11_016頂板0.721.050.74.551.67_017頂板0.741.050.695.410.56_018頂板0.541.160.612.525.00_019頂板0.561.290.520.782.78對19202副巷中的錨桿隨機(jī)抽檢了20根，其中頂板錨桿9根，幫錨桿11根。在現(xiàn)場利用鐵絲插入鉆孔中對部分錨桿的自在段長度進(jìn)展了驗證。驗證結(jié)果闡明，所檢測的錨桿錨固段長度誤差根本在5%以內(nèi)，有1根錨桿錨固段長度誤差到達(dá)5.41%，而錨桿全長的檢測結(jié)果與實踐值誤差均在5%以內(nèi)。19202巷道錨桿長度檢測結(jié)果1.西山礦區(qū)西曲煤礦的運(yùn)用1#2#3#17#18#19#1.西山礦區(qū)西曲煤礦的運(yùn)用1.西山礦區(qū)西曲煤礦的運(yùn)用18504副巷斷面為矩形，寬為4.2m，高為3.2m。任務(wù)面上覆4號煤14503采空區(qū)，4號煤與8號煤層間距為55m左右。任務(wù)面施工8號煤層，厚度穩(wěn)定3.06-4.13m。8#煤層部分頂板為0.23m的炭質(zhì)泥巖偽頂，直接頂為2.40m的石灰?guī)r，老頂為約10m的細(xì)砂巖，較為穩(wěn)定；直接底板為1.54m細(xì)砂巖，老底為3.13m的粉砂巖。18504副巷根本概略錨桿長度錨桿直徑樹脂藥卷鉆孔直徑/mm（鉆頭28mm）計算錨固長/mm計算自由段長/mm1800202360+238030148131932118661418504巷道錨桿錨固參數(shù)計算在18504任務(wù)面前方30m以外區(qū)域設(shè)置了檢測區(qū)域，對錨桿的長度和錨桿受力隨任務(wù)面推進(jìn)的變化進(jìn)展了檢測。在現(xiàn)場利用鐵絲插入鉆孔中對錨桿的自在段長度進(jìn)展了驗證。驗證結(jié)果闡明，所檢測的錨桿錨固段長度誤差根本在5%以內(nèi)，，而錨桿全長的檢測結(jié)果與實踐值誤差均在4%以內(nèi)。有1根錨桿錨固段長度不符合設(shè)計要求。18504副巷錨桿長度檢測結(jié)果1.西山礦區(qū)西曲煤礦的運(yùn)用編號自由段長/m錨固段長/m錨桿全長/m實測自由段長/m錨固段誤差/%全長誤差/%備注_0010.571.271.840.483.792.22正常_0020.511.321.830.452.221.67正常_0030.561.21.760.526.252.22正常_0050.551.291.840.454.442.22正常_0060.731.041.780.750.951.11正常_0071.050.681.731.12.863.89異常_0080.761.090.850.753.812.78正常_0090.721.111.830.680.891.67正常_0100.561.291.850.454.442.78正常1#5#7#8#18#19#1.西山礦區(qū)西曲煤礦的運(yùn)用18504副巷錨桿軸力監(jiān)測結(jié)果1.西山礦區(qū)西曲煤礦的運(yùn)用1#3#5#10#從錨桿軸力監(jiān)測結(jié)果來看，錨桿受力變化不大，在間隔任務(wù)面30m以外錨桿受力根本沒有變化；到間隔任務(wù)20m以內(nèi)時錨桿受力才有緩慢添加的形狀。所檢測的錨桿中受力最大值均小于錨桿設(shè)計軸力10t，處于平安形狀。1.西山礦區(qū)西曲煤礦的運(yùn)用29210副巷斷面為矩形，寬為4.0m，高為2.9m。任務(wù)面上覆8#煤28209、28210采空區(qū)和隔離煤柱。該處8#煤與9#煤層間距7-11m。任務(wù)面施工9#煤層，煤層厚度1.80-2.32m，平均2.10m。9#煤層上部有0.20~0.55m的泥巖偽頂，直接頂板為4.33m的砂質(zhì)泥巖，直接底板為2.17m的砂質(zhì)泥巖。巷道采用錨桿+錨索結(jié)合支護(hù)。錨索為φ17.8×5200mm鋼絞線，采用2卷2360和1卷2380樹脂藥卷進(jìn)展錨固。29210副巷根本概略29210巷道錨索錨固參數(shù)計算錨索長度錨索直徑樹脂藥卷鉆孔直徑/mm（鉆頭）計算錨固長/mm520017.82360×22380×1301815從錨索長度檢測結(jié)果來看，錨索的錨固長度根本都在2m左右。由于無法采用鐵絲等工具進(jìn)展實測，只能與實際計算值進(jìn)展比較。結(jié)果闡明，所測錨固段長度多數(shù)比實際計算值大一些。而錨索的全長檢測值與設(shè)計值誤差大多在5%以內(nèi)。有1根錨索錨固長度遠(yuǎn)大于藥卷長度，屬異常情況。29210副巷錨索長度檢測結(jié)果1.西山礦區(qū)西曲煤礦的運(yùn)用編號自由段長/m錨固段長/m錨桿全長/m藥卷長/m全長誤差/%備注_0013.02.05.02.03.85正常_0022.52.24.72.09.62正常_0032.03.45.42.03.85異常_0042.82.45.22.00.00正常_0052.52.75.22.00.00正常_0062.82.15.02.03.85正常_0072.32.64.92.05.77正常_0082.52.75.22.00.00正常_0092.82.15.02.03.85正常_00103.11.95.02.03.85正常_00113.21.85.02.03.85正常_00123.12.25.32.01.92正常_00133.11.95.02.03.85正常_00143.21.95.02.03.85正常_00153.31.75.02.03.85正常1#2#3#4#7#9#1.西山礦區(qū)西曲煤礦的運(yùn)用1.西山礦區(qū)杜兒坪煤礦的運(yùn)用巷道施工2#煤層，厚度較穩(wěn)定，煤厚1.6-2.4m，平均2.0m，直接頂為2.6m的砂質(zhì)泥巖，直接底板為3.2m的粉砂巖。巷道斷面為矩形，寬為5.0m，高為2.9m。支護(hù)方式:采用錨桿索結(jié)合支護(hù)。錨桿采用φ20×2000mm無縱肋螺紋鋼錨桿。頂板錨桿間排距為0.75m×0.8m，幫錨桿間排距為0.8m×0.8m。62511回采巷道根本概略1.西山礦區(qū)的工程運(yùn)用1#錨桿3#錨桿4#錨桿9#錨桿錨桿受力正常率為100.00%，錨桿任務(wù)形狀正常。從錨桿的檢測結(jié)果看，錨桿的受力大小是隨著任務(wù)面的推進(jìn)逐漸增大。62511回采巷道錨桿軸力監(jiān)測結(jié)果2.西山礦區(qū)杜兒坪煤礦的運(yùn)用巷道施工9#煤層，厚度較穩(wěn)定，煤厚2.8-4.03m，平均3.3m，直接頂為2.3m的砂質(zhì)泥巖，其上方為8#煤層，厚度平均為5.0m的細(xì)粒砂巖。巷道斷面為梯形，底寬為4870mm，頂寬為3500mm，肩高為3185mm。支護(hù)采用錨桿-架棚結(jié)合支護(hù)。錨桿采用：φ22×2400mm無縱肋螺紋鋼錨桿，頂錨桿間排距為875mm×1000mm。樹脂藥卷采用MSCK2360、MSK2380兩種。68304回采巷道根本概略1#錨桿6#錨桿9#錨桿10#錨桿掘進(jìn)初期，錨桿普遍受力不大，有的小于2噸，如2#、6#、10#錨桿；但隨著掘進(jìn)量的添加，錨桿受力逐漸增大并穩(wěn)定下來。62511回采巷道錨桿軸力監(jiān)測結(jié)果2.西山礦區(qū)杜兒坪煤礦的運(yùn)用不同時期錨桿軸力分布比較不同時期錨桿軸力分布不同時期錨桿平均受力2.西山礦區(qū)杜兒坪煤礦的運(yùn)用不同時期巷道中的錨桿的平均受力是不同的。在巷道掘進(jìn)期間錨桿的平均受力約為3.4t，而巷道穩(wěn)定期錨桿的平均受力為5.2t，在遭到回采影響下巷道錨桿的平均受力添加大7.5t。以杜兒坪礦所運(yùn)用的直徑20mm的高強(qiáng)錨桿來看，遠(yuǎn)未到達(dá)其屈服極限。因此在錨桿支護(hù)設(shè)計中可進(jìn)展優(yōu)化，使錨桿之間受力協(xié)調(diào)，充分發(fā)揚(yáng)錨桿的強(qiáng)度?！捕陈喊驳V區(qū)的工程運(yùn)用高河煤礦的工程運(yùn)用五陽煤礦的工程運(yùn)用新掘巷道錨桿軸力變化特征1.高河煤礦的工程運(yùn)用頂板巷幫根據(jù)不同時間施工完成的錨桿軸力形狀將巷道圍巖變形劃分為快速變形期、調(diào)整期以及穩(wěn)定期。當(dāng)巷道變形進(jìn)入穩(wěn)定期之后，頂板錨桿軸向平均受力為5.44t，巷幫錨桿軸向平均受力為7.81t，均大于錨桿施工的設(shè)計軸力。新掘巷道錨桿長度檢測1.高河煤礦的工程運(yùn)用錨桿全長錨固段長所測試錨桿全長檢測結(jié)果全部在在2.30-2.45m范圍內(nèi)，錨桿全長測試結(jié)果平均值為2.36m。所檢測的14根錨桿中，超越75%的錨桿錨固長度檢測結(jié)果在錨固長度設(shè)計范圍內(nèi)，有兩根錨固長度缺乏。穩(wěn)定期巷道錨桿軸力形狀檢測1.高河煤礦的工程運(yùn)用頂板左幫右?guī)头€(wěn)定期錨桿軸力根本不變，由于任務(wù)面右?guī)筒捎萌崮ぶёo(hù)，檢測結(jié)果顯示，任務(wù)面左幫錨桿軸力要大于右?guī)湾^桿軸向受力。回采過程中巷道錨桿軸力形狀檢測1.高河煤礦的工程運(yùn)用頂板巷幫頂板受采動影響范圍大于為30m，幫部大約為40m；在采動區(qū)域范圍內(nèi)的錨桿軸力隨任務(wù)面的推進(jìn)逐漸增大。沿空留巷錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測1.高河煤礦的工程運(yùn)用煤幫柔膜煤幫錨桿平均軸向受力大于柔膜平均軸向受力，隨著任務(wù)面的推進(jìn)，兩者相差根本在1倍左右。采空區(qū)煤幫錨桿受力要比穩(wěn)定區(qū)錨桿受力大。對比錨桿支護(hù)：自動支護(hù)方式——安裝質(zhì)量良好——較大的初錨力錨桿工程：隱蔽工程，較難有效檢測與排查安裝質(zhì)量問題現(xiàn)場錨桿安裝問題受現(xiàn)場施工環(huán)境，施工機(jī)具、安裝工藝、工人勞動熟練程度等要素影響：錨桿孔鉆孔深度過長，錨固劑被推擠至孔底積聚，使得錨固長度減少；反之，假設(shè)遇地質(zhì)條件不好、成孔性差，鉆孔深度不夠，那么會呵斥錨桿桿體外露過長，托盤不能緊貼巖面，錨桿預(yù)緊力施加不夠，甚至出現(xiàn)個別工人截斷錨桿景象。錨桿預(yù)緊力缺乏，那么錨桿初錨力過小，錨固巖體將會松動破裂，導(dǎo)致錨桿錨固力大幅下降。錨桿鉆孔的清孔程度對錨固有效長度有著較大影響。假設(shè)清孔不徹底，將直接影響錨固劑與圍巖的接觸面積，使得有效錨固長度減小，直接影響錨桿的初錨力或極限拉拔力大小。2.五陽煤礦的工程運(yùn)用新安裝錨桿施工質(zhì)量檢測現(xiàn)場錨桿安裝質(zhì)量檢測目的錨桿特征長度〔桿體長度、錨固段長度〕初錨力這兩方面目的是錨桿支護(hù)設(shè)計和施工需求優(yōu)先思索的重要參數(shù)，也是目前錨桿安裝質(zhì)量檢測的難點(diǎn)所在，不易操作，技術(shù)難度較大，隨機(jī)無損質(zhì)量檢測具有非常重要的意義。實驗地點(diǎn)：80采區(qū)膠帶運(yùn)輸巷道〔沿煤層底板〕掘進(jìn)迎頭錨桿直徑/mm22鉆孔直徑/mm28設(shè)計長度/mm2400藥卷長度/mm950設(shè)計扭矩/N?m-1400托盤尺寸150*150錨網(wǎng)性質(zhì)雙鋼筋托梁圍巖類別較破碎巷道錨桿支護(hù)信息新安裝錨桿施工質(zhì)量檢測2.五陽煤礦的工程運(yùn)用現(xiàn)場實測過程：2.五陽煤礦的工程運(yùn)用錨桿長度檢測結(jié)果編號位置自由段長/m錨固段長/m錨桿全長/m全長誤差/%錨固狀態(tài)_001頂(煤)1.231.142.380.99正常_002頂(煤)1.171.192.361.66正常_003頂(煤)1.21.172.371.3正常_004頂(煤)1.091.32.390.54正常_005頂(煤)1.361.032.390.32正常_006頂(煤)1.351.012.361.55正常_007頂(煤)1.211.182.390.56正常_008頂(煤)1.21.162.361.52正常_00b3幫(煤)1.051.342.390.3正常_00b7幫煤)1.261.142.40.16正常_00b8幫(煤)1.21.152.361.76正常2.五陽煤礦的工程運(yùn)用錨桿長度檢測結(jié)果驗證2.五陽煤礦的工程運(yùn)用錨桿初錨力檢測結(jié)果_0022015-10-17

12:50:085.14正常

_0032015-10-17

12:29:225.14正常_0042015-10-17

12:35:555.17正常_0052015-10-17

12:37:445.14正常_0062015-10-17

12:41:185.15正常_0072015-10-17

12:46:245.15正常2.五陽煤礦的工程運(yùn)用錨桿初錨力檢測結(jié)果_0022015-10-17

12:50:083.26——5.14正常

2.五陽煤礦的工程運(yùn)用〔三〕淮南礦區(qū)的工程運(yùn)用掘進(jìn)階段巷道錨桿施工質(zhì)量檢測穩(wěn)定階段巷道錨桿受力形狀檢測采動階段巷道錨桿受力形狀檢測動壓影響區(qū)域〔切眼外100m處〕隱伏斷層影響區(qū)域〔SF221附近〕采空區(qū)影響區(qū)域〔軌順630m處〕1.掘進(jìn)階段巷道錨桿施工質(zhì)量檢測實驗巷道：1222(1)軌順底抽巷〔巖巷〕1222(1)軌順〔煤巷〕測試地點(diǎn)與方案：掘進(jìn)迎頭附近〔5根頂錨桿、5根幫錨桿〕測試內(nèi)容：長度檢測、軸力檢測實驗地點(diǎn)與方案1#2##3#4#5#1-1#2-1##3-1#4-1#5-1#液壓枕測試錨桿無損檢測儀測試錨桿——測試對比〔長度設(shè)計值、液壓枕數(shù)值〕迎頭測試錨桿布置圖1222(1)軌順錨桿全長結(jié)果錨桿特征長度檢測測點(diǎn)編號檢測長度/m設(shè)計長度/m相對差值/%測點(diǎn)編號檢測長度/m設(shè)計長度/m相對差值/%1#2.722.802.911#2.432.502.82#2.752.801.812#2.472.501.23#2.712.803.213#2.422.503.24#2.832.801.114#2.452.502.05#2.732.802.515#2.462.501.66#2.792.800.416#2.472.501.27#2.812.800.417#2.472.501.28#2.762.801.418#2.522.500.89#2.832.801.119#2.452.502.010#2.752.801.820#2.512.500.4檢測值與實踐值之間完全吻合，僅存在較小的讀數(shù)誤差。1.掘進(jìn)階段巷道錨桿施工質(zhì)量檢測錨桿特征長度檢測1222(1)軌順錨固長度結(jié)果1.掘進(jìn)階段巷道錨桿施工質(zhì)量檢測錨桿位置錨桿直徑樹脂藥卷鉆孔直徑/mm（鉆頭）計算錨固長/mm測試錨固長度（平均值）/mm錨固力（平均值）/kN頂板222360×23015251290140321175煤幫222360×13076367012932587錨桿全長檢測結(jié)果與實踐長度一致；錨桿錨固長度符合設(shè)計要求；錨桿施工質(zhì)量較好錨桿軸力檢測液壓枕精度校驗1.掘進(jìn)階段巷道錨桿施工質(zhì)量檢測錨桿軸力檢測兩種錨桿軸力檢測方法結(jié)果一致〔第3組結(jié)果差別較大，經(jīng)現(xiàn)場加載后液壓枕讀數(shù)無變化，已失效〕---初錨力到達(dá)了設(shè)計要求；——1222(1)軌順：5組錨桿兩種方法測試結(jié)果對比1.掘進(jìn)階段巷道錨桿施工質(zhì)量檢測2.穩(wěn)定階段巷道錨桿受力形狀檢測實驗地點(diǎn)與方案1321(3)運(yùn)順240m處2.穩(wěn)定階段巷道錨桿受力形狀檢測實驗結(jié)果①右?guī)湾^桿軸力大于頂板錨桿，右?guī)湾^桿軸力平均值為71kN，頂板錨桿軸力平均值為56kN。②