RU2443867C1 - Method to control engagement of bolting with rock massif and device for its realisation - Google Patents
Method to control engagement of bolting with rock massif and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2443867C1 RU2443867C1 RU2010134947/03A RU2010134947A RU2443867C1 RU 2443867 C1 RU2443867 C1 RU 2443867C1 RU 2010134947/03 A RU2010134947/03 A RU 2010134947/03A RU 2010134947 A RU2010134947 A RU 2010134947A RU 2443867 C1 RU2443867 C1 RU 2443867C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anchor support
- anchor
- signal
- support
- impact
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород, необходимого для поддержания ею пород в устойчивом состоянии.The invention relates to the mining industry and is intended to control the adhesion of the anchor support to the rock mass, necessary to maintain the rocks in a stable state.
Известен способ мониторинга анкерной крепи, предусматривающий размещение на выступающем конце анкера электромеханического преобразователя, создания на этом конце вибрационной энергии, оценку количества вибрационной энергии, переданной через анкер в окружающий массив пород и поглощенной в последнем [1]. При сильном поглощении энергии делают вывод о хорошем сцеплении анкера с массивом пород, а при слабом - о плохом. Оценку поглощения энергии осуществляют по относительному уменьшению собственных затухающих колебаний анкера за заданный промежуток времени. Большему затуханию колебаний соответствует и большее поглощение энергии, что свидетельствует о хорошем контакте анкера с массивом пород.There is a method of monitoring anchor support, which involves placing an electromechanical converter on the protruding end of the anchor, creating vibrational energy at this end, estimating the amount of vibrational energy transmitted through the anchor to the surrounding rock mass and absorbed in the latter [1]. With a strong absorption of energy, a conclusion is drawn about a good adhesion of the anchor to the rock mass, and with a weak one, a bad one. Assessment of energy absorption is carried out by the relative decrease in the intrinsic damped vibrations of the anchor for a given period of time. Greater attenuation of vibrations corresponds to a greater absorption of energy, which indicates a good contact of the anchor with the rock mass.
Недостатком указанного способа является то, что его показания будут зависеть не только от контакта анкерной крепи с массивом пород, но и от контакта электромеханического преобразователя с анкером, что вносит существенную погрешность в результаты контроля.The disadvantage of this method is that its readings will depend not only on the contact of the anchor lining with the rock mass, but also on the contact of the electromechanical transducer with the anchor, which introduces a significant error in the control results.
Известно устройство измерения натяжения анкерной крепи кровли горных выработок, содержащее откалиброванную резиновую шайбу, размещенную между двумя стальными пластинами, которые в свою очередь соприкасаются с одной стороны с массивом пород, а с другой стороны - с затягивающей анкер гайкой [2]. Степень натяжения оценивается по диаметру резиновой шайбы, при сдавливании шайбы больший ее диаметр соответствует большему натяжению анкера, а минимальный диаметр шайбы - об отсутствии натяжения анкера.A known device for measuring the tension of the anchor roof support of mine workings, containing a calibrated rubber washer placed between two steel plates, which in turn are in contact with the rock mass, and on the other hand with a nut tightening the anchor [2]. The degree of tension is estimated by the diameter of the rubber washer, when squeezing the washer, its larger diameter corresponds to the greater tension of the anchor, and the minimum diameter of the washer - the absence of tension of the anchor.
Такое устройство обладает рядом недостатков. Оно не позволяет оценить степень сцепления анкера с окружающим массивом пород в случае омоноличенных анкеров, когда анкер будет натянут в своей части, залитой связующей массой и связанной с массивом пород, а выступающая наружу головка анкерного болта будет разгружена. Кроме того, при старении резины и потере эластичности резиновой шайбы ослабление натяжения анкера не будет выявлено, что может привести к неконтролируемому обрушению кровли.Such a device has several disadvantages. It does not allow assessing the degree of adhesion of the anchor to the surrounding rock mass in the case of monolithic anchors, when the anchor is stretched in its part, filled with a binder mass and connected with the rock mass, and the head of the anchor bolt protruding outward is unloaded. In addition, with the aging of rubber and loss of elasticity of the rubber washer, the weakening of the anchor tension will not be detected, which can lead to uncontrolled collapse of the roof.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород является способ, включающий ударное возбуждение вибраций в анкерной крепи и через нее в массиве горных пород посредством ударного механизма, спектральный анализ акустического сигнала отклика на удар по выступающему концу крепи из массива горных пород в анкерной крепи с помощью измерительной системы с последующей оценкой целостности сцепления анкерной крепи с массивом горных пород [3]. При этом способ включает в себя нанесение удара по головке анкерного болта для создания в нем акустических вибраций и возбуждения, по крайней мере, одной из выбранных мод вибраций, восприятия вибраций упомянутого анкерного болта и генерации электрического сигнала, отображающего эти вибрации, измерение амплитуд упомянутого сигнала в нескольких заранее определенных частотных полосах и определение резонансной частоты выбранной моды вибраций как показателя целостности закрепления анкерных болтов. При этом анкерный болт изготовлен из металла, а нанесение удара по головке анкера осуществляется ее обстукиванием металлическим объектом. Целостность соединения анкерной крепи, закрепленной цементным раствором или полимерной смолой внутри потолочины в подземной шахте, устанавливается созданием с помощью удара широкополосных вибраций и измерением резонансных частот осевых и поперечных мод колебаний. Пустоты в полимерном креплении или некачественное сцепление с массивом пород кровли вызывают смещение резонансных частот как осевых, так и поперечных вибраций. Чем больше заполненность шпура, в котором находится анкерный болт, чем больше его натяжение, тем выше резонансная частота. Низкие значения резонансных частот говорят о плохом креплении. Этот способ принят нами в качестве прототипа.The closest in technical essence to the proposed method for monitoring the adhesion of the anchor support to the rock mass is a method that includes shock excitation of vibrations in and through the rock mass through the shock mechanism, spectral analysis of the acoustic response signal to the impact on the protruding end of the roof support from the massif rocks in the anchor support using a measuring system with a subsequent assessment of the integrity of the adhesion of the anchor support to the rock mass [3]. The method includes striking the head of the anchor bolt to create acoustic vibrations in it and excite at least one of the selected vibration modes, perceive the vibrations of the anchor bolt and generate an electrical signal that displays these vibrations, measure the amplitudes of the signal in several predetermined frequency bands and determining the resonant frequency of the selected vibration mode as an indicator of the integrity of the anchor bolt fastening. In this case, the anchor bolt is made of metal, and striking the head of the anchor is carried out by tapping it with a metal object. The integrity of the connection of the anchor support fixed with cement mortar or polymer resin inside the ceiling in the underground mine is established by creating broadband vibrations by impact and measuring the resonant frequencies of the axial and transverse vibration modes. The voids in the polymer mount or poor adhesion to the rock mass of the roof cause a shift in the resonant frequencies of both axial and transverse vibrations. The more full the hole in which the anchor bolt is located, the greater its tension, the higher the resonance frequency. Low resonant frequencies indicate poor mounting. This method is accepted by us as a prototype.
Недостатком данного способа является то, что обстукивание с помощью молотка головки болта некалиброванным ударом вызывает различные по спектральному составу импульсы возбуждения, что приводит к искажению спектра вибраций и погрешности определения резонансных частот, которых может быть несколько. Это приводит к существенной ошибке определения целостности соединения массива и анкера, а также натяжению последнего.The disadvantage of this method is that tapping with a hammer of a bolt head with an uncalibrated impact causes excitation pulses of different spectral composition, which leads to a distortion of the vibration spectrum and an error in determining resonant frequencies, which can be several. This leads to a significant error in determining the integrity of the connection between the array and the anchor, as well as the tension of the latter.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является устройство контроля анкерной крепи с массивом горных пород, содержащее ударный механизм и измерительную систему акустического сигнала отклика в анкерной крепи на удар по выступающему ее концу, включающую преобразователь вибраций в электрический сигнал, выход которого подключен к последовательно соединенным усилителю, блоку регистрации сигнала отклика на удар, содержащему временной селектор сигнала отклика на удар и блок спектрального анализа этого сигнала, а также к индикатору показаний [4]. При совпадении частот максимума спектра сигналов собственных вибраций, регистрируемых в кровле массива горных пород от удара, с частотами максимума спектра сигналов собственных вибраций, зарегистрированных в анкерах, считают, что сцепление анкера с массивом хорошее. При значительных отличиях этих спектров друг от друга делают вывод о плохом сцеплении анкера с массивом. Это устройство принято нами в качестве прототипа.The closest in technical essence to the proposed device is a control device for anchor support with an array of rocks, containing a shock mechanism and a measuring system of the acoustic signal of the response in the anchor support for impact on its protruding end, including a vibration transducer into an electrical signal, the output of which is connected to series-connected an amplifier, a unit for recording a response signal to a shock containing a time selector of a signal for a response to shock and a block for spectral analysis of this signal As well as to the indicator readings [4]. If the frequencies of the maximum spectrum of the natural vibration signals recorded in the roof of the rock mass from the impact coincide with the frequencies of the maximum of the spectrum of natural vibration signals recorded in the anchors, it is considered that the anchor grip is good. With significant differences of these spectra from each other, they conclude that the anchor is poorly bonded to the array. This device is accepted by us as a prototype.
Недостатком рассматриваемого устройства является необходимость размещения преобразователей не только на анкере, но и на поверхности кровли, хороший контакт с которой трудно обеспечить из-за неровностей и трещиноватости ее поверхности, что вносит значительные погрешности в результаты контроля. Кроме того, максимумы амплитуд спектров сигналов, зарегистрированных в кровле, могут быть обусловлены не только ее напряженно-деформированным состоянием, но и наличием границ раздела двух или нескольких слоев с различными акустическими импедансами, т.е. ее строением, а не свойствами крепи. Многократные отражения от таких границ и поверхности выработки приведут к появлению спектральных максимумов на частотах, период которых равен или кратен удвоенному времени пробега волн от одной поверхности до другой. В то же время сигналы, зарегистрированные в анкерных болтах, будут в значительной степени определяться распространением упругих волн в самих металлических анкерах и в меньшей степени зависеть от распространения между слоями пород кровли. Это также будет вносить значительные погрешности в результаты контроля.The disadvantage of this device is the need to place the converters not only on the anchor, but also on the surface of the roof, good contact with which is difficult to ensure due to irregularities and fractures of its surface, which introduces significant errors in the control results. In addition, the maxima of the amplitudes of the spectra of signals recorded in the roof can be caused not only by its stress-strain state, but also by the presence of interfaces between two or several layers with different acoustic impedances, i.e. its structure, and not the properties of the lining. Multiple reflections from such boundaries and the working surface will lead to the appearance of spectral maxima at frequencies whose period is equal to or a multiple of twice the travel time of waves from one surface to another. At the same time, the signals recorded in the anchor bolts will be largely determined by the propagation of elastic waves in the metal anchors themselves and to a lesser extent depend on the propagation between the roof rock layers. This will also introduce significant errors in the control results.
Задачей изобретения является повышение точности контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород за счет исключения погрешности контроля, вызванной неплотным контактом ударного механизма с выступающим концом анкерной крепи путем учета спектра сигнала ударного возбуждения вибраций в анкерной крепи.The objective of the invention is to increase the accuracy of monitoring the adhesion of the anchor support to the rock mass by eliminating the control error caused by loose contact of the impact mechanism with the protruding end of the anchor support by taking into account the spectrum of the signal of shock excitation of vibrations in the anchor support.
Это достигается тем, что в способе контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород, включающем ударное возбуждение вибраций в анкерной крепи и через нее в массиве горных пород посредством ударного механизма, спектральный анализ акустического сигнала отклика на удар по выступающему концу крепи из массива горных пород в анкерной крепи с помощью измерительной системы с последующей оценкой целостности сцепления анкерной крепи с массивом горных пород, регистрируют во времени акустический сигнал возбуждения вибраций в анкерной крепи, включающий зону движения ударного механизма к выступающему концу анкерной крепи, зону взаимодействия ударного механизма с анкерной крепью и зону реакции анкерной крепи, затем осуществляют вычисление спектра акустического сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи и делят на него спектр сигнала отклика на удар по выступающему концу анкерной крепи, после чего по полученному отношению судят о целостности ее сцепления с массивом горных пород.This is achieved by the fact that in the method for monitoring the adhesion of the anchor support to the rock mass, including shock excitation of vibrations in the anchor support and through it in the rock mass by means of a shock mechanism, spectral analysis of the acoustic response signal to the impact on the protruding end of the support from the rock mass in support bolts using a measuring system with a subsequent assessment of the integrity of the adhesion of the roof supports to the rock mass, the acoustic signal of vibration excitation is recorded in time in the anchor The chain includes the movement zone of the shock mechanism to the protruding end of the anchor support, the interaction zone of the shock mechanism with the anchor support and the reaction zone of the anchor support, then the spectrum of the acoustic vibration excitation signal in the anchor support is calculated and the spectrum of the response signal to the impact on the protruding end of the anchor is divided into it lining, after which the relationship obtained is used to judge the integrity of its adhesion to the rock mass.
При этом устройство контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород, содержащее ударный механизм и измерительную систему акустического сигнала отклика в анкерной крепи на удар по выступающему ее концу, включающую преобразователь вибраций в электрический сигнал, выход которого подключен к последовательно соединенным усилителю, блоку регистрации сигнала отклика на удар, содержащему временной селектор сигнала отклика на удар и блок спектрального анализа этого сигнала, а также к индикатору показаний, снабжено блоком регистрации сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи, состоящим из последовательно соединенных временного селектора сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи, подключенного по входу к выходу усилителя, и блока спектрального анализа сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи, при этом выход этого селектора подключен к входу временного селектора сигнала отклика на удар, а выходы блоков спектрального анализа сигналов отклика на удар и возбуждения вибраций в анкерной крепи подключены к входам блока деления спектров указанных сигналов, выход которого подключен к индикатору показаний, причем преобразователь вибраций в электрический сигнал жестко связан с ударным механизмом, установленным с возможностью перемещения в заданном направлении и фиксации положения при контакте его с выступающим концом анкерной крепи.At the same time, the device for monitoring the adhesion of the anchor lining to the rock mass, containing a percussion mechanism and a measuring system of the acoustic signal of the response in the anchor lining to an impact at its protruding end, including a vibration transducer into an electric signal, the output of which is connected to the amplifier in series, a response signal recording unit to a shock containing a temporary selector of a response signal to a shock and a block of spectral analysis of this signal, as well as to an indication indicator, is equipped with a recording unit and a vibration excitation signal in the anchor support, consisting of a series-connected temporary selector of the vibration excitation signal in the anchor support, connected at the input to the amplifier output, and a spectral analysis unit of the vibration excitation signal in the anchor support, while the output of this selector is connected to the input of the temporary signal selector response to shock, and the outputs of the blocks of spectral analysis of signals of response to shock and vibration in the anchor support are connected to the inputs of the division of the spectra of the indicated signals, the output of which is connected to the indicator of readings, and the converter of vibrations into an electrical signal is rigidly connected to the percussion mechanism, mounted with the ability to move in a given direction and fix the position when it comes in contact with the protruding end of the anchor support.
Кроме того, в устройстве ударный механизм расположен на основании с направляющими и приводом для перемещения его в заданном направлении и снабжен магнитом, обеспечивающим отрыв ударного механизма от основания при превышении силы притяжения магнита веса ударного механизма и фиксацию его положения на выступающем конце крепи.In addition, in the device, the percussion mechanism is located on the base with guides and a drive for moving it in a predetermined direction and is equipped with a magnet, which provides separation of the percussion mechanism from the base when the magnet's gravity exceeds the weight of the percussion mechanism and fixing its position on the protruding end of the lining.
Способ контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород и устройство для его осуществления иллюстрируются фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, где на фиг.1 представлена схема устройства контроля анкерной крепи; на фиг.2. - схема блоков регистрации сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи и регистрации сигнала отклика на удар по выступающему концу анкерной крепи; на фиг.3 представлены сигнал возбуждения вибраций в анкерной крепи и сигнал отклика на удар; на фиг.4-6 - формы спектров: S1(f) - сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи; S2(f) - сигнала отклика в анкерной крепи на удар; отношении спектров 
Способ контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород основан на физических закономерностях, наблюдаемых при работе анкерной крепи. Ее способность выполнять свои функции определяется сцеплением с массивом горных пород, что, в свою очередь, - заполненностью промежутка между анкером и массивом пород связующей массой. При этом, чем больше заполнено указанное пространство, тем выше резонансная частота регистрируемого сигнала-отклика на ударное воздействие. Поэтому более высокочастотный спектр отклика связан с лучшей работой анкерной крепи. Анализ спектра сигнала отклика анкерной крепи на ударное воздействие позволяет оценить степень ее сцепления с массивом горных пород и отбраковать дефектные анкера. Однако спектр сигнала отклика на удар определяется не только свойствами указанного выше сцепления, но и плотностью контакта ударного механизма с выступающим концом анкерной крепи при ударе. Данное изобретение позволяет уменьшить влияние неплотного контакта ударного механизма с выступающим концом анкерной крепи при ударе на регистрируемый спектр отклика в анкерной крепи на удар и тем самым в значительной степени снизить погрешность контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород.The method of controlling the adhesion of the anchor support to the rock mass is based on the physical patterns observed during the operation of the anchor support. Its ability to perform its functions is determined by adhesion to the rock mass, which, in turn, is the filling of the gap between the anchor and the rock mass with a binder mass. Moreover, the more this space is filled, the higher the resonant frequency of the recorded response signal to the shock. Therefore, a higher frequency response spectrum is associated with better performance of the anchor support. The analysis of the signal spectrum of the response of the anchor support to the impact allows us to assess the degree of its adhesion to the rock mass and to reject defective anchors. However, the spectrum of the response signal to the impact is determined not only by the properties of the above adhesion, but also by the density of contact of the impact mechanism with the protruding end of the anchor support during impact. This invention allows to reduce the influence of loose contact of the impact mechanism with the protruding end of the anchor lining upon impact on the recorded response spectrum in the anchor lining to impact, and thereby significantly reduce the error in monitoring the adhesion of the anchor lining to the rock mass.
В массиве 1 горных пород пробурен шпур 2, заполненный связующей массой, в котором установлена анкерная крепь 3 с выступающим концом 4. Между ним и массивом 1 горных пород размещена шайба 5, служащая для поддержания горных пород. Устройство контроля сцепления анкерной крепи 3 с массивом 1 горных пород состоит из ударного механизма 6, выполненного, например, в виде ударника и расположенного на основании 7 с направляющими, привода (на фиг.1 не показан), механизма перемещения и фиксации ударного механизма, в качестве которого использован, например, магнит 8, закрепленный на ударном механизме 6, а также измерительной системы. Эта система включает преобразователь 9 вибраций в электрический сигнал, размещенный также на ударном механизме 6 и механически и акустически связанный с ним, который через усилитель 10 параллельно подключен к блоку 11 регистрации сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи и блоку 12 регистрации сигнала отклика на удар по выступающему концу 4 анкерной крепи 3, причем эти блоки связаны между собой цепью запуска, а их выходы через блок 13 деления спектров сигнала отклика в анкерной крепи на удар и сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи подключены к индикатору 14 показаний. При этом каждый из блоков 11, 12 включает временной селектор 15 сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи и временной селектор 16 сигнала отклика на удар в анкерной крепи, к выходам которых подключены, соответственно, блоки 17, 18 спектрального анализа сигналов возбуждения вибраций и отклика на удар в анкерной крепи. Каждый из блоков 15, 16 (см. фиг.2) состоит, например, из последовательно соединенных ключей 19, 20, аналого-цифровых преобразователей 21, 22, блоков памяти 23, 24 соответственно, а также формирователя 25 временного промежутка сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи и формирователя 26 временного промежутка сигнала отклика на удар в анкерной крепи. Выходы последних соединены с входами управления ключей 19, 20 соответственно, причем выход формирователя 25 соединен с входом формирователя 26. При этом вход формирователя 25 через блок запуска 27 связан с выходом усилителя 10, к которому также подключены входы ключей 19, 20, выходы блока 17 спектрального анализа сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи и блока 18 спектрального анализа сигнала отклика на удар являются выходами блоков 11, 12 соответственно. Индикатор 14 показаний отображает отношение спектров сигнала отклика в анкерной крепи на удар и сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи в зависимости от частоты.A hole 2 filled with a binder mass was drilled in the
Описанное устройство возможно построить по цифровому принципу, и оно может быть реализовано как аппаратным, так и аппаратно-программным путем.The described device can be built on a digital basis, and it can be implemented both in hardware and in hardware-software way.
Способ контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород реализован следующим образом.The method of monitoring the adhesion of the anchor support to the rock mass is implemented as follows.
Ударный механизм 6 ориентируют на оси анкерной крепи 3 с помощью основания 7 с направляющими и начинают перемещать его с постоянной скоростью посредством привода к выступающему концу 4 крепи, изготовленной, например, из стали. По мере уменьшения расстояния между ними увеличивается сила притяжения между магнитом, установленным на ударном механизме, и анкерной крепью. При превышении силы притяжения величины, равной весу ударного механизма, происходит отрыв ударного механизма от основания 7 и перемещение его с ускорением к выступающему концу 4 анкерной крепи 3. В результате этого на выходе преобразователя 9 вибраций формируются электрические сигналы 28 и 29 (см. фиг.3), сигнал 28 - в случае хорошего контакта между ударным механизмом 6 и выступающим концом 4 анкерной крепи 3 при ударе, а сигнал 29 - в случае ухудшенного контакта между ними. Каждый из этих сигналов имеет несколько временных зон. Применительно к сигналу 28 показаны: зона 30 - движения ударного механизма к выступающему концу 4 анкерной крепи 3 после его отрыва от основания 7; зона 31 - движения ударного механизма 6 от момента первого соприкосновения до полного закрепления на выступающем конце 4 анкерной крепи 3; зона 32 - реакции на удар самой анкерной крепи 3 за счет прохождения непосредственно по ней упругих волн; зона 33 - отклика на удар анкерной крепи 3 вместе с массивом 1 горных пород, вызванного вибрациями массива пород. Зоны сигнала 29, регистрируемого преобразователем 9 вибраций в электрический сигнал в случае ухудшенного контакта, распределены во времени аналогично. Здесь показаны также промежутки 34, 35 времени Δt, в течение которых осуществляется регистрация сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи 3 и сигнала отклика на удар анкерной крепи 3 вместе с массивом 1 горных пород соответственно.The
Начиная с момента отрыва ударного механизма 6 от основания 7 увеличивается величина сигнала 28, поступающего с преобразователя 9 вибраций в электрический сигнал через усилитель 10 на вход временного селектора 15 сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи, где он через блок 27 запуска поступает на вход формирователя 25 временного промежутка 34 сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи, открывающего ключ 19 для поступления сигнала с выхода усилителя 10 на вход аналого-цифрового преобразователя 21, преобразующего непрерывный сигнал 28 возбуждения вибраций в анкерной крепи во временном промежутке 34 в дискретные отсчеты с последующим их запоминанием в блоке 23 памяти и преобразованием их в блоке 17 спектрального анализа в спектр S1(f). В случае хорошего контакта ударного механизма 6 и выступающего конца 4 анкерной крепи 3 длительность удара короткая, а амплитуда большая, при этом спектр 36 сигнала 23 возбуждения вибраций в анкерной крепи имеет значительный подъем в области верхних частот (см. график 36 на фиг.4). В случае ухудшенного контакта - длительность удара больше, при этом амплитуды спектральных составляющих меньше, а их спадание с ростом частоты - больше, чем в первом случае (см. график 37 на фиг.4).Starting from the moment the
По окончании временного промежутка 34 сигналом с формирователя 25 запускается формирователь 26 временного промежутка 35 сигнала отклика на удар в сигнале 28, и в течение этого времени открывается ключ 20, а через него сигнал отклика на удар в анкерной крепи с выхода усилителя 10 поступает на аналого-цифровой преобразователь 22, блок 24 памяти и блок 18 спектрального анализа, преобразующий отсчеты сигнала отклика в его спектр S2(f). В случае хорошего контакта ударного механизма 6 и выступающего конца 4 анкерной крепи 3 амплитудный спектр сигнала отклика на удар показан на графике 38, а в случае ухудшенного контакта между ними - на графике 39 (см. фиг.5). Эти спектры могут иметь один или несколько максимумов, обусловленных собственными частотами контролируемого объекта. В случае хорошего контакта спектр 38 будет иметь подъем в области высоких частот по сравнению со спектром 39. Это обусловлено повышенным содержанием амплитуд высокочастотных составляющих в спектре 36 сигнала 28 возбуждения вибраций в анкерной крепи во временном промежутке 34. При этом максимум спектра 38 находится в высокочастотной области, где он отмечен сплошной стрелкой. В случае ухудшенного контакта спектр 39 будет спадать сильнее с увеличением частоты, и его максимум окажется в низкочастотной области, где он отмечен пунктирной стрелкой. В этом случае возможна ошибка определения целостности контакта анкерной крепи с массивом горных пород, поскольку особенности спектров 38, 39 будут определяться не свойствами контролируемого объекта, а условиями контакта ударного механизма 6 и выступающего конца 4 анкерной крепи 3 при ударе.At the end of the
Полученные спектры S1(f) сигнала возбуждения вибраций в анкерной крепи и S2(f) сигнала отклика на удар поступают с выходов блоков 17, 18 спектрального анализа этих сигналов на входы блока 13 деления, который вычисляет отношение спектров 
При испытании описанного способа в качестве преобразователя вибрации использовался акселерометр с полосой регистрируемых частот от 20 Гц до 2 кГц. При испытании на моделях заполненного и незаполненного связующей массой анкерного крепления длиной 2,5 м и получении выборки по 200 тестовым ударам ошибка определения сцепления анкерной крепи с массивом горных пород за счет применения указанных способа и устройства не превышала 2%.When testing the described method, an accelerometer with a recorded frequency band from 20 Hz to 2 kHz was used as a vibration transducer. When testing anchor fasteners with a length of 2.5 m on models filled and unfilled with a binder mass and obtaining a sample of 200 test hits, the error in determining the adhesion of the anchor lining to the rock mass due to the application of the indicated method and device did not exceed 2%.
Источники информацииInformation sources
1. Apparatus and method of monitoring anchored bolts. Пат. США 4198865 МКИ2 G01N 19/01, 24.07.1978.1. Apparatus and method of monitoring anchored bolts. Pat. USA 4198865 MKI 2 G01N 19/01, 07.24.1978.
2. Washers for use in measuring the tension in mine-roof supporting bolts. Пат. Великобритании 748969, кл. 89(1), А(4:7); 106(2), Е4, 16.05.1956.2. Washers for use in measuring the tension in mine-roof supporting bolts. Pat. UK 748969, class 89 (1), A (4: 7); 106 (2), E4, 05.16.1956.
3. Method of testing the integrity of installed rock bolts. Пат. США 4062229 МКИ2 G01N 29/00, 13.12.1977 (прототип).3. Method of testing the integrity of installed rock bolts. Pat. USA 4062229 MKI 2 G01N 29/00, 12/13/1977 (prototype).
4. Electronic mine roof bolt tester. Пат. США 4281547, МКИ5 G01N 29/04, 04.08.1981 (прототип).4. Electronic mine roof bolt tester. Pat. USA 4281547, MKI 5 G01N 29/04, 08/04/1981 (prototype).
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010134947/03A RU2443867C1 (en) | 2010-08-23 | 2010-08-23 | Method to control engagement of bolting with rock massif and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010134947/03A RU2443867C1 (en) | 2010-08-23 | 2010-08-23 | Method to control engagement of bolting with rock massif and device for its realisation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2443867C1 true RU2443867C1 (en) | 2012-02-27 |
Family
ID=45852341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010134947/03A RU2443867C1 (en) | 2010-08-23 | 2010-08-23 | Method to control engagement of bolting with rock massif and device for its realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2443867C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703014C1 (en) * | 2016-04-28 | 2019-10-15 | ДиЭсАй АНДЕРГРАУНД АйПи ХОЛДИНГЗ ЛЮКСЕМБУРГ САРЛ | Expandable anchor bolt with clamp indicator |
| RU2790418C1 (en) * | 2022-06-27 | 2023-02-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for controlling the adhesion of anchor bolting to a rock mass |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU358515A1 (en) * | Всесоюзный научно исследовательский горкометаллургический институт | LIBRARY! P. A. Ignatiev | ||
| US4062229A (en) * | 1977-02-22 | 1977-12-13 | General Electric Company | Method of testing the integrity of installed rock bolts |
| SU585291A1 (en) * | 1976-03-22 | 1977-12-25 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт | Device for measuring the securing strength of an anchoring roof support |
| US4281547A (en) * | 1979-05-10 | 1981-08-04 | Conoco, Inc. (Formerly Continental Oil Company) | Electronic mine roof bolt tester |
| SU1562844A1 (en) * | 1988-07-05 | 1990-05-07 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Apparatus for acoustic inspection of materials and articles |
| SU1658077A1 (en) * | 1989-07-03 | 1991-06-23 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Method and device for acoustic control of materials |
| SU1776808A1 (en) * | 1989-11-28 | 1992-11-23 | Norilsk Gorno Metall | Method for controlling fastening of anchor in hole |
-
2010
- 2010-08-23 RU RU2010134947/03A patent/RU2443867C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU358515A1 (en) * | Всесоюзный научно исследовательский горкометаллургический институт | LIBRARY! P. A. Ignatiev | ||
| SU585291A1 (en) * | 1976-03-22 | 1977-12-25 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт | Device for measuring the securing strength of an anchoring roof support |
| US4062229A (en) * | 1977-02-22 | 1977-12-13 | General Electric Company | Method of testing the integrity of installed rock bolts |
| US4281547A (en) * | 1979-05-10 | 1981-08-04 | Conoco, Inc. (Formerly Continental Oil Company) | Electronic mine roof bolt tester |
| SU1562844A1 (en) * | 1988-07-05 | 1990-05-07 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Apparatus for acoustic inspection of materials and articles |
| SU1658077A1 (en) * | 1989-07-03 | 1991-06-23 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Method and device for acoustic control of materials |
| SU1776808A1 (en) * | 1989-11-28 | 1992-11-23 | Norilsk Gorno Metall | Method for controlling fastening of anchor in hole |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703014C1 (en) * | 2016-04-28 | 2019-10-15 | ДиЭсАй АНДЕРГРАУНД АйПи ХОЛДИНГЗ ЛЮКСЕМБУРГ САРЛ | Expandable anchor bolt with clamp indicator |
| RU2790418C1 (en) * | 2022-06-27 | 2023-02-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for controlling the adhesion of anchor bolting to a rock mass |
| RU2810396C1 (en) * | 2023-05-18 | 2023-12-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for non-destructive testing of anchor length in rock mass using electromagnetic sounding |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4062229A (en) | Method of testing the integrity of installed rock bolts | |
| CN105783799B (en) | A kind of fragment-free track slab gap depth lossless detection method and equipment based on vibration | |
| CN101672751B (en) | Nondestructive test method for testing tension of prestress anchorage system | |
| Madenga et al. | Effects of curing time and frequency on ultrasonic wave velocity in grouted rock bolts | |
| CA3007067C (en) | Method and apparatus for non-destructive measurement of modulus of elasticity and/or the compressive strength of masonry samples | |
| JP2002116191A (en) | Method and apparatus to provide dynamic ultrasonic measurement of rolling element bearing parameter | |
| CN102589672A (en) | Method for continuously measuring acoustic wave velocity in rock compressed crack propagation measurement process | |
| CN109100421B (en) | Device and method for detecting grouting compactness of anchor cable in embedded mode | |
| RU2613484C2 (en) | Method for determining tension force of cable-stayed element of bridge | |
| CN209745731U (en) | device for researching mechanism of influence of blasting vibration on strength of mortar anchor rod | |
| JPH1090234A (en) | Method of detecting internal defect of structure | |
| RU2443867C1 (en) | Method to control engagement of bolting with rock massif and device for its realisation | |
| US4198865A (en) | Apparatus and method of monitoring anchored bolts | |
| CN110333295B (en) | Rock-soil core sample wave speed testing system and method | |
| JP6735567B2 (en) | Post-installation anchor soundness inspection device and method | |
| JP6496895B2 (en) | Mechanical anchor contact state detection apparatus and method | |
| JP2005148064A (en) | Device and method for detecting change or damage to pressure vessel during or after pressure test | |
| JP2001074706A (en) | Method for diagnosing ground anchor | |
| Baron et al. | Dynamic stiffness of materials used for reduction in impact noise: comparison between different in measurement techniques | |
| RU2790418C1 (en) | Method for controlling the adhesion of anchor bolting to a rock mass | |
| RU2487325C2 (en) | Method to measure stretching forces acting at rail and device for its realisation | |
| RU2797126C1 (en) | Device for concrete strength measurement | |
| RU2791836C1 (en) | Device for concrete strength measurement | |
| JP6861969B2 (en) | Elastic wave transmission / reception probe, measuring device and measuring method using this | |
| RU2011748C1 (en) | Method for controlling quality of installation of anchor rod in well |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140824 |