顶板锚杆性能的监测

研制出一种新型的锚杆测力计，可监测锚杆拉力的变化，精度可达±２５Ｎ。这种测力计安装在水平煤巷中。监测处煤层的直接顶是厚度不均的页岩，最大厚度１ｍ，因此安装１．２ｍ长的锚杆将页岩锚固在上覆砂岩层上。     

锚杆锚索预紧力值实验及配套测力计初装值设计

为确定锚杆锚索测力计初装标准值,通过实验室、现场锚杆力矩-力转换实验和锚索预紧力损失实验,在分析现场锚杆锚索预紧力损失大小前提下,设计配套测力计初装标准值。实验结果表明,以设定固定力矩值控制锚杆测力计初始范围值或平均值较为合宜,如力矩控制在250～350 N·m时,BHRB335型d20 mm锚杆测力计初装值不低于31.5 kN,一般为35～51 kN;在考虑锚索张拉预紧力损失前提下,测力计初装值一般为现场张拉力的70%;同时为确保监测预紧力值大于破断载荷的30%,井下现场张拉力应大于锚索破断载荷的43%以上。     

光纤光栅传感技术在锚杆测力计上的应用

根据光纤光栅传感原理研制了一种新型的光纤光栅锚杆测力计,并在实验室对该测力计进行了加载和卸载试验,试验与理论及应用分析结果表明,该测力计结构简单、安装方便、可重复使用、易于保护和维修,可用于对锚杆应力进行分析和长期监测,且具有很高的测试精度,长期稳定性好,信号传输距离远,给锚杆支护质量的长期在线监测提供了一种可靠有效的手段,具有极大的推广应用前景。     

新型光纤光栅锚杆测力计及应用

根据光纤光栅传感原理研制了一种新型的光纤光栅锚杆测力计,并在实验室对该测力计进行了加载和卸载试验,试验与理论分析结果表明,该测力计结构简单、安装方便、可重复使用、易于保护和维修,测试精度稳定,信号传输距离远,为锚杆支护质量的长期在线监测提供了一种有效的手段,应用前景广阔。     

相似模拟实验中锚杆测力计的研制与应用

为了更好地对巷道各部位锚杆受力状态进行实时观测,利用巷道相似材料模型可对巷道围岩变形破坏机理进行分析。采用LY-12硬铝合金作为弹性体材料设计了一种新型测力传感器,为确定巷道合理支护参数提供了科学依据。在对比分析目前锚杆测力计不足之处的基础上,运用材料力学理论确定了全桥环状锚杆测力计无孔状态下的尺寸,并运用FLAC3D数值模拟软件建立数值计算模型,对比分析锚杆测力计有孔与无孔状态下的应力分布。同时实验室标定与应用也表明新型测力计在结构尺寸、稳定性、精度等方面均能达到相似材料模拟实验要求,它为实验中锚杆测力提供了一种有效的观测手段,具有广泛的应用前景。     

基于单片机的新型锚杆测力计设计与测试

锚杆支护效果监测是防治巷道冒顶的重要步骤,锚杆受力状态是反映锚固效果好坏的重要指标。通过锚杆受力监测,可全面了解锚杆工作状况,保证巷道支护安全性与可靠性。现有具有冒顶危险报警功能的锚杆测力计较少。因此,基于单片机STC12,以电阻应变片及具有温度自补偿的全桥电路作为测量电路,设计了新型锚杆测力计,确定安全载荷区间,设置相应锚固系统阈值,对锚杆锚固力实时监测并报警,避免了顶板冒顶隐患,保证巷道安全。     

直读式锚杆测力计的研制与工业性试验

直读式锚杆测力计是一种新型的矿压观测仪表，用它来观测锚杆锚固力具有直读、方便、灵敏度高、能重复使用等明显优点，并在井下工业性试验中获得了较好效果，具有良好的推广价值。     

模型试验中相似锚杆材料比选研究

针对模型试验中涉及到的相似锚杆材料选择、受力监测问题,以实际工程螺纹钢锚杆为原型条件,基于相似理论,选择几何、力学、弹性模量相似为参数,以铝丝、铜丝、铁丝、锡丝为不同相似材料进行试验研究。通过分析各材料的破断荷载、弹性模量,选择相似性较好的Φ1.5mm锡丝作为锚杆相似材料;选择Φ16mm不锈钢环作为测力计,并对测力计进行试验标定,结果表明该测力计线性较好,性能稳定。研究结果可为模型试验中相似锚杆支护提供参考。     

剪切式锚杆锚索测力计在大断面煤巷支护的研究

以大同煤矿集团公司塔山煤矿5105巷为研究对象,采用剪切式锚杆锚索测力计对巷道支护所用锚杆锚索轴力进行监测,研究其与回采工作面距离之间的关系,发现回采对锚杆锚索轴力的影响存在无影响、采动影响和采动影响剧烈3个阶段,采动对实体帮锚杆轴力影响更大;由于锚索的让压能力较强,故锚索抵抗回采影响的能力大于锚杆。整个采动过程中,剪切式锚杆锚索测力计性能良好,锚杆锚索轴力均在安全范围之内,保证了巷道支护的安全性。     

基于光纤光栅技术的巷道支护锚杆受力监测

锚杆支护效果决定了巷道支护的质量和效率，现实生产中一直存在锚杆崩断导致支护失效的问题，给煤矿生产带来了安全隐患。目前国内对锚杆监测主要应用锚杆(索)测力计、表贴式传感器，但是测力计无法实现对锚杆杆体服役状态的监测与分析，表贴式传感器虽可以测量杆体受力但其工业应用效果较差。提出一种针对锚杆杆体受力进行监测的矿用光纤光栅锚杆传感器技术，本传感器利用光栅体积小且抗拉的优势，将多个Bragg光栅链式连接并将其埋入锚杆，实现了对杆体受力变化规律的分析及对杆体破裂的预报预警功能。通过工业试验对系统进行测试，在工作面前方200 m的位置安装32组锚杆传感器共160个数据采集点，应用自主研发的32通道解调设备对光栅数据进行采集存储，结合工作面推进速度对数据进行分析验证。结果表明：在工作面回采对锚杆杆体受力的影响范围约为60 m,在60 m以外影响微弱，而进入50 m以后锚杆杆体受力变化显著增加，同时区段平巷两帮部分位置出现变形；处于内帮的锚杆杆体变化要比同一断面上位于外帮的变化更为明显，外帮杆体局部受力变化量约为30 kN,内帮杆体局部受力变化可达150 kN。单个锚杆杆体受力呈现非线性变化状态，锚杆...     

减摩垫圈对提高锚杆预应力的实测研究

在井下煤巷选取顶帮锚杆,分别在有无减摩垫圈等条件下,对锚杆螺母施加预紧扭矩,采用刚体应变式测力计,实测不同扭矩时杆体受力。试验结果表明,减摩垫圈能提高顶锚杆预应力44%,提高帮锚杆预应力41%。     

新型光纤光栅测力锚杆在沙曲矿14301轨道巷检测项目的应用

本文针对现有光纤光栅测力锚杆所存在的锚杆应变相对于光纤光栅来说过大而造成光纤光栅被拉断或者测量结果不准确缺陷,通过分析光纤光栅测力计的工作原理,对现存矿用光纤光栅测力锚杆进行减敏设计和改进。通过工业性实践表明,新型的光纤光栅能够较精准的检测锚杆支护数据,达到了预期的效果。     

FBG锚杆测力计研制及现场试验

针对巷道锚杆载荷监测的重要性及常规监测方式的局限性,采用理论分析、实验室测试及现场试验的方法,以光纤布拉格光栅(FBG)为核心敏感器件,研制了一种新型光纤光栅锚杆测力计。锚杆测力计标定及性能测试表明,其具有良好的线性度、重复性和较高的灵敏度,灵敏度为57.25 pm/MPa,线性拟合系数为0.999 6。在沙曲矿14301轨道巷中构建了锚杆支护质量光纤光栅监测系统,对工作面开采过程中巷道2个测站的锚杆载荷变化进行实时在线监测。应用结果表明,测站1几乎不受工作面开采扰动的影响,仍保持初始预紧力的作用效果;测站2的锚杆载荷呈现为先稳定后增大最后减小的变化趋势,监测数据可作为巷道围岩稳定与控制的数据基础。监测系统具有本质安全、抗电磁干扰、可靠性高的优点,适合进一步推广应用。     

利用改造的气动锚杆钻机施工钻孔

大兴煤矿为解决2东303工作面的冲击地压防治问题,安装了KJ649应力在线监测系统。在安装过程中,利用ZQST-140/4.3型钻机施工测力计钻孔时,存在着打孔困难,利用锚杆钻机改造则较好地解决了这一难题。     

河北煤研所矿山工程公司挂牌成立

５月１８日,河北煤研所举行矿山工程公司挂牌成立暨开业典礼仪式。邢矿集团（公司）副总经理兼总工程师郭励生、副总经理周新贵到会致贺词,并为工程公司揭牌。河北煤研所矿山工程公司是在煤研所锚杆支护矿压仪器课题组及机厂基础上组建的技术服务、工程承包、产品生产及维修加工于一体的股份合作企业。现已完成车间改建、高频加热设备的安装调试工作,试制成功了２７岩石钻头、Ｂ１９锚杆钻杆、可接长锚索钻杆、２８煤钻间、煤钻杆、离层指示仪、测力锚杆、锚杆测力计、位移计等煤矿支护用系列产品并进行了锚杆支护技术推广工作。郭总…     

带有温度补偿的光纤光栅锚杆测力计设计

分析了光纤光栅的温度应变交叉敏感的机理,设计并制作了一种基于油缸传递式的光纤Bragg光栅锚杆测力计,使用参考光栅进行温度补偿,解决了交叉敏感问题带来的影响.试验结果表明,10 ℃时温度补偿光栅中心波长λT=1 527.954 nm,压力传感光栅中心波长λS=1 529.526nm,传感光栅和温度补偿光栅的温度敏感系数之比K=2.495 1,该测力计工作压力3～15 MPa,通过参考光栅消除温度影响,能够实现精确测量,并且具有很好的线性度.     

锚索测力计在锚杆支护中的应用

锚索的预应力在锚杆支护系统中起着决定性的作用。而锚索在施加预应力过程中由于受锚索材质及巷道条件等因素的影响,存在一定量的预应力损失,严重影响了锚网索支护效果。用测力计可以准确获取预应力损失值,然后通过超张拉达到锚索应需预紧力。     

煤矿掘进工作面临时支护装置工作阻力的设计研究

通过在掘进工作面迎头顶锚杆安装测力计进行现场压力观测,运用普氏理论的计算方法确定掘进工作面临时支护装置的工作阻力,采用FLAC3D数值模拟软件,建立掘进巷道三维数值模型,对巷道进行三维动态掘进支护模拟分析,从而验证了掘进面临时支护装置工作阻力可靠,能够保证掘进工作面顶板的稳定。     

太平矿业矽卡岩巷道地压监测及地压规律研究

地压监测是了解地下围岩力学响应,优化围岩支护参数的一种重要手段。为探究安徽太平矿业有限公司矽卡岩巷道地压情况,以该矿-480 m水平主运输巷为研究对象,采用多点位移计和锚杆测力计对巷道围岩变形和锚杆受力进行监测,结合数学统计分析的方法,研究-480 m主运输巷围岩变形和荷载在时间上和空间上的演化规律。监测结果表明,矽卡岩巷道围岩变形值最大可达48 mm,矽卡岩巷道围岩松动圈范围为2～3 m;各位置的锚杆轴力随时间都有所增长,受右侧新开挖巷道的影响,右帮4.5 m处锚杆轴力最大;其余测点锚杆轴力较小,但矽卡岩围岩变形较大,这表明锚杆与矽卡岩围岩之间锚固条件差,锚杆支护没有充分发挥作用;相应研究结果对巷道稳定性分析和支护设计优化具有指导意义。     

深井复杂条件切眼巷道锚网索支护技术实践

深井复杂条件下,回采工作面切眼巷道因断面大、跨度大成为支护难题,长期困扰生产矿井。以范各庄煤矿3221S切眼巷道为例,分析大断面和大跨度巷道的破坏机理及支护原则,分别设计锚网索支护参数,通过采用顶板离层仪观测与十字测线位移观测及锚杆索测力计的监测手段,得出锚网索支护的巷道变形规律,采用“锚杆+锚索+钢带+托梁”构成强力锚杆和锚索支护技术,解决范各庄煤矿深井切眼巷道的变形失稳技术难题,满足设备安装中的运输、通风、行人要求,实现锚固体效能的高效发挥,实现了巷道的安全运营,为类似工程提供借鉴。