本方案对锚杆的锚固质量进行检测确保锚杆支护巷道的安全性，同时节约支护成本。解决由于锚杆支护技术使用的盲目性，使得许多巷道的支护强度过高，而导致巷道支护成本的不必要浪费的问题。

我国煤矿主要为井下开采，需要在井下开掘大量巷道，目前，煤矿巷道支护普遍采用锚杆支护（包括：锚（索）、梁、网联合支护）技术，锚杆支护具有成本低、施工简便、支护性能可靠等优点，但是，由于煤矿巷道的复杂地质条件及采动影响因素，加上人们对锚杆支护的机理还缺乏足够的认识，造成目前锚杆支护的工程质量难以控制，相关工程质量问题也时常发生。另一方面，由于锚杆支护技术使用的盲目性，使得许多巷道的支护强度过高，而导致巷道支护成本的不必要浪费。因此，为了确保锚杆支护巷道的安全性，同时节约支护成本，有必要对锚杆的锚固质量进行检测。

　　该解决方案主要应用于煤炭的开采企业。

应力反射波无损检测技术的基础原理是应力波法在一维杆件传播的波动理论。当锚杆端头受瞬态作用力后，引起锚杆头质点振动，并以应力波的形式向锚杆底传播。当波阵面达到波阻抗变化的界面时，能量就要重新分配，一部分能量透过界面继续向前传播，称为透射波；而另一部分能量反射回来，称为反射波，它们的大小与两侧波阻抗的差异有关。

在锚杆杆体外端施加瞬态激振，弹性波沿杆体以管道波的形式向杆底传播，到达杆体底端后反射，在杆体外端可接收此反射波。如果杆体外密实、饱满地由水泥砂浆握裹，砂浆又与周围岩体粘结，则应力波在传播的过程中，能量会向周围岩体扩散，能量损失较大，因此，在杆体外端测得的底端反射波的振幅较小，甚至测不到底端反射；如果无砂浆握裹，为自由杆体，则应力波仅在杆体内传播，能量损失较小，底端反射明显，振幅较大，且有多次底端反射；如果握裹砂浆的密实度较差，中间有空洞或缺失，测得的反射波振幅介于前二者之间。

　　因此，通过分析此反射波的波形特征、相位、振幅等信息来推断锚固长度、锚杆的长度和空浆、欠密实等缺陷。

图１锚固界面上的反射和透射

锚杆无损检测在山西某矿的应用实例

　　我司在山西大同某煤矿使用钻孔探水仪验证瞬变电磁探测结果中低阻区域。根据瞬变电磁法探测结果得到迎头前方偏左120米左右存在一个低阻区域，经过钻孔验证为裂隙含水区域。钻孔完成后，将本安型钻孔探水仪进行孔中电阻率测量，得到图2中的电阻率曲线，显示在110-130米左右存在低阻区域，与瞬变电磁结果吻合较好。

缺陷评价：

缺陷位置为1.65m，灌浆密度较低，严重。

质量评价：

锚杆编号3_2 锚杆长度2.2m，波速5000m/s，锚杆极限拉力152KN，理论极限锚固力61KN 实测极限锚固力42kN。

产品参数

1）无损测试，不破坏锚杆锚索的锚固效果、预应力及工作载荷；

2）设备操作简便快捷，重复性好，人为影响因素少；

3）仪器轻便、速度快、精度高，工作效率高。

4）高速数字信号处理：采用FPGA作为数据采集和预处理单元，实现了基于硬件的数字运算逻辑，高效高速的对采集到的微弱信号进行处理。

5）微弱信号采集：采用极低噪声的前端预处理电路，对模拟电路的供电部分进行了精密处理，确保对及其微弱的有效信号进行准确的识别。

6）一键式数据采集；

7）安全防爆：内置有6V镍氢电池，外壳采用全密封结构，为本质安全型的防爆设备。

8）防潮防尘：仪器壳体使用整体密封的防静电材料，面板接插件具有防潮防尘功能，在整机组装时采用硅橡胶密封为一整体，允许在有瓦斯、煤尘的矿井中使用。

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