1 绪论 1
1.1 背景与意义 1
1.2 国内外现状 3
1.2.1 锚杆施工质量控制与检测 3
1.2.2 锚杆支护无损检测理论与技术 5
2 煤矿锚杆支护无损检测原理 9
2.1 锚杆长度检测的原理和方法 9
2.1.1 锚杆纵向振动力学模型 9
2.1.2 纵向波传播特性 10
2.1.3 纵向波在锚固界面处的传播特征 12
2.1.4 锚杆长度检测方法 16
2.2 锚杆轴力检测的原理与方法 16
2.2.1 锚杆横向振动力学模型 16
2.2.2 横向固有频率 17
2.2.3 轴力对横向固有频率的影响 20
2.2.4 围岩状态对横向固有频率的影响 25
2.2.5 锚杆轴力检测方法 27
3 锚杆支护无损检测仪的研制 29
3.1 锚杆支护无损检测仪的构成 29
3.1.1 总体构成 29
3.1.2 硬件系统 31
3.1.3 软件系统 35
3.2 信号采集系统 37
3.2.1 主要技术性能参数 37
3.2.2 信号采集原理及工作流程 38
3.3 激振与拾振系统 40
3.3.1 长度无损检测的激振与拾振 40
3.3.2 轴力无损检测的激振与拾振 44
3.4 信号分析系统 47
3.4.1 锚杆长度分析系统 47
3.4.2 锚杆轴力分析系统 53
3.5 巷道锚杆支护状态评价 55
3.5.1 单根锚杆支护状态评价 56
3.5.2 巷道锚杆支护状态评价方法 58
4 锚杆支护无损检测的试验研究 61
4.1 实验室试验 61
4.1.1 试验系统的建立和测试方案 61
4.1.2 锚杆长度检测与分析 63
4.1.3 锚杆轴力检测与分析 65
4.2 模拟巷道试验 67
4.2.1 模拟巷道概况 67
4.2.2 锚杆长度检测与分析 69
4.2.3 锚杆轴力检测与分析 71
4.3 煤矿井下试验 72
4.3.1 试验内容 72
4.3.2 锚杆长度检测与分析 73
4.3.3 锚杆轴力检测与分析 76
4.3.4 井下试验总结 80
5 锚杆无损检测技术的工程实践 81
5.1 淮北矿区的工程应用 81
5.1.1 试验巷道概况 81
5.1.2 锚杆长度检测结果及分析 83
5.1.3 锚杆轴力检测结果及分析 89
5.2 枣庄矿区的工程应用 94
5.2.1 试验巷道概况 94
5.2.2 锚杆长度检测结果及分析 101
5.2.3 锚杆轴向受力检测结果及分析 103
5.3 潞安矿区的工程应用 109
5.3.1 试验巷道概况 109
5.3.2 锚杆长度检测结果及分析 110
5.3.3 锚杆轴向受力检测结果及分析 114
6 结语 118
参考文献 120