CN203570357U - 用于矿井巷道的锚固在线无损检测装置 - Google Patents

用于矿井巷道的锚固在线无损检测装置 Download PDF

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程秀芝
何平
朱广
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Abstract

本实用新型公开了一种用于矿井巷道的锚固在线无损检测装置,包括应力波接收器、信号放大器、数据采集模块、微处理器、输出模块和应力波发射器,所述应力波接收器的输出端依次通过信号放大器、数据采集模块与微处理器的输入端相连,所述微处理器的输出端分别与输出模块、应力波发射器相连,所述应力波发射器向锚固体端部发射入射波,所述应力波接收器采集经锚固体传播后的反射回波并依次通过信号放大器、数据采集模块输出给微处理器,所述微处理器根据应力波发射器发射的入射波能量和应力波接收器采集的反射回波之间的能量关系生成锚固检测报告并经输出模块输出。本实用新型能够利用波的振动耦合实现连续动态监测的目的,对提高煤矿安全生产具有重要使用价值,具有施工简单、方便快捷、准确可靠、实用性强的优点。

Description

用于矿井巷道的锚固在线无损检测装置
技术领域
本实用新型涉及矿井巷道安全防护技术领域,具体涉及一种用于矿井巷道的锚固在线无损检测装置。
背景技术
锚杆支护现已发展成为世界矿井巷道以及其它地下工程支护的一种主要支护形式。但锚杆支护质量的检测一直没有得到很好的解决。锚杆的锚固质量如何,锚入长度是否与设计长度一致,其沙浆是否饱满,围岩是否稳定等,这些问题综合起来也就是说锚杆是否起到了应有的作用?对于这些问题,最好的办法就是能快速、准确而无损伤地测出锚杆的支护质量情况,然后针对其隐患施行有目的的重点再处理,并及时准确地对其整治质量作出有科学依据的评价,这样才能确保支护巷道的安全。岩体锚杆加固区别于其它支护形式的根本,就在于岩体锚固系统是一内承载结构体,能有效抵御围岩体内部产生的结构变形,并与围岩体共同作用,从而能有效控制围岩体变形。因此,我们可以把加固的煤巷等同一个由许多一定锚距和行距锚固体相互动态耦合调节后的内承载结构体,由每个锚杆组成的锚固体仅是其中的一个锚固单元,在整个系统中起到关键作用,使巷道成为一稳定内承载结构体。
目前工程界针对锚固进行检测的常用的方法有“拉拔法”和“钻孔法”,这两种方法都是破坏性的,操作麻烦,费用昂贵,更重要的是,这种有损检测手段对经锚杆加固的巷道产生较强的扰动,降低锚杆对围岩的加固作用,检测过程对于软岩或较破碎岩层的整体稳定性极为不利,仅限于抽查。近年来,我国在锚杆监测技术领域取得了很多研究成果,如无损测力锚计、多点位移计、离层指示仪等,有的已达到了国际先进水平。这些方法相对以前传统的检测方法,很大程度上将我国锚杆支护检测技术提高到一个新的水平。目前我国煤矿主要使用测力锚杆,顶板离层指示等对支护进行检测,但考虑到经济、工作强度等现实情况,不可能在很近的锚距内都安装监测仪。而在某个位置安装监测仪,其检查范围也较为有限,只能根据多点的检测来推测巷道的整体支护情况,不能实现点-面-体的发展,因而不能更好地反映巷道或围岩的实际支护情况。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够利用波的振动耦合实现连续动态监测的目的、施工简单、方便快捷、准确可靠、实用性强、对提高煤矿安全生产具有重要使用价值的用于矿井巷道的锚固在线无损检测装置。
为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:
一种用于矿井巷道的锚固在线无损检测装置,包括应力波接收器、信号放大器、数据采集模块、微处理器、输出模块和应力波发射器,所述应力波接收器的输出端依次通过信号放大器、数据采集模块与微处理器的输入端相连,所述微处理器的输出端分别与输出模块、应力波发射器相连,所述应力波发射器向锚固体端部发射入射波,所述应力波接收器采集经锚固体传播后的反射回波并依次通过信号放大器、数据采集模块输出给微处理器,所述微处理器根据应力波发射器发射的入射波能量和应力波接收器采集的反射回波之间的能量关系生成锚固检测报告并经输出模块输出。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述输出模块为液晶显示组件或者网络数据接口组件。
本实用新型具有下述优点:本实用新型包括应力波接收器、信号放大器、数据采集模块、微处理器、输出模块和应力波发射器,应力波接收器的输出端依次通过信号放大器、数据采集模块与微处理器的输入端相连,微处理器的输出端分别与输出模块、应力波发射器相连,应力波发射器向锚固体端部发射入射波,应力波接收器采集经锚固体传播后的反射回波并依次通过信号放大器、数据采集模块输出给微处理器,微处理器根据应力波发射器发射的入射波能量和应力波接收器采集的反射回波之间的能量关系生成锚固检测报告并经输出模块输出,因此能够利用波的振动耦合实现连续动态监测的目的,具有施工简单、方便快捷、准确可靠、实用性强的优点,对提高煤矿安全生产具有重要的使用价值。
附图说明
图1为本实用新型实施例的框架结构示意图。
图2为本实用新型实施例中微处理器生成锚固检测报告的流程示意图。
图例说明:1、应力波接收器;2、信号放大器;3、数据采集模块;4、微处理器;5、输出模块;6、应力波发射器。
具体实施方式
如图1所示,本实施例用于矿井巷道的锚固在线无损检测装置包括应力波接收器1、信号放大器2、数据采集模块3、微处理器4、输出模块5和应力波发射器6,应力波接收器1的输出端依次通过信号放大器2、数据采集模块3与微处理器4的输入端相连,微处理器4的输出端分别与输出模块5、应力波发射器6相连,应力波发射器6向锚固体端部发射入射波,应力波接收器1采集经锚固体传播后的反射回波并依次通过信号放大器2、数据采集模块3输出给微处理器4,微处理器4根据应力波发射器6发射的入射波能量和应力波接收器1采集的反射回波之间的能量关系生成锚固检测报告并经输出模块5输出。本实施例能够利用波的振动耦合实现连续动态监测的目的,具有施工简单、方便快捷、准确可靠、实用性强的优点,对提高煤矿安全生产具有重要的使用价值。
如图2所示,本实施例中微处理器4根据应力波发射器6发射的入射波能量和应力波接收器1采集的反射回波之间的能量关系生成锚固检测报告的详细步骤如下:1)初始化变量&A,变量&A的初始化取值为应力波接收器1采集的反射回波能量除以应力波发生器6发射的入射波能量,跳转执行下一步;2)判断变量&A是否大于50,如果是则判定“锚固质量差”并生成对应的锚固检测报告并返回,否则跳转执行下一步;3)判断变量&A是否大于40,如果是则判定“锚固质量一般”并生成对应的锚固检测报告并返回,否则跳转执行下一步;4)判断变量&A是否大于30,如果是则判定“锚固质量良”并生成对应的锚固检测报告并返回,否则跳转执行下一步;5)判定“无锚固缺陷”并生成对应的锚固检测报告并返回。
本实施例中,信号放大器2为前置放大器;数据采集模块3采用数据采集卡实现;微处理器4采用计算机的中央处理器实现;输出模块5为液晶显示组件,因此能够方便地查看锚固检测报告。此外,微处理器4也可以采用单片机、ARM等微处理器实现,数据采集模块3则可以采用其它数据采集模块,输出模块5还可以根据需要采用网络数据接口组件,从而能够通过网络数据接口组件将锚固的检测报告输出至互联网上的服务器,从而便于包括台式计算机、笔记本电脑、智能设备终端接入互联网来方便地查看检测报告,应用更加灵活可靠。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于矿井巷道的锚固在线无损检测装置,其特征在于:包括应力波接收器(1)、信号放大器(2)、数据采集模块(3)、微处理器(4)、输出模块(5)和应力波发射器(6),所述应力波接收器(1)的输出端依次通过信号放大器(2)、数据采集模块(3)与微处理器(4)的输入端相连,所述微处理器(4)的输出端分别与输出模块(5)、应力波发射器(6)相连,所述应力波发射器(6)向锚固体端部发射入射波,所述应力波接收器(1)采集经锚固体传播后的反射回波并依次通过信号放大器(2)、数据采集模块(3)输出给微处理器(4),所述微处理器(4)根据应力波发射器(6)发射的入射波能量和应力波接收器(1)采集的反射回波之间的能量关系生成锚固检测报告并经输出模块(5)输出。
2.根据权利要求1所述的用于矿井巷道的锚固在线无损检测装置,其特征在于:所述输出模块(5)为液晶显示组件或者网络数据接口组件。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104594949A (zh) * 2015-01-16 2015-05-06 湖南科技大学 一种锚杆支护巷道围岩的健康诊断方法

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