(作者:石偉 王要良 劉玉元)預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)是近代巖土工程領(lǐng)域的一個(gè)重要分支,在巖土工程中得到了廣泛的應(yīng)用,并且取得了巨大的成功,在煤礦中的應(yīng)用也日趨增多。目前,在井下采礦巷道支護(hù)中,錨索加固技術(shù)已成為一種重要的補(bǔ)強(qiáng)手段。但是,隨著應(yīng)用的日趨廣泛,錨索安裝的可靠性已經(jīng)被引起了足夠的重視,如何對(duì)已安裝的錨索進(jìn)行錨固力的拉拔測(cè)定,從而對(duì)錨索的安裝質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定,已是迫在眉睫。為此,協(xié)莊煤礦于2004年1月始進(jìn)行了認(rèn)真的研究分析,研制出了SCQ-30型拉拔配套機(jī)具——承載器。該機(jī)具與MLJ-30型液錨桿拉力計(jì)配套使用,取得了顯著的效果。
1檢測(cè)機(jī)具承載器的工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
檢測(cè)機(jī)具承載器為分體式配錐形螺栓結(jié)構(gòu)和整體式結(jié)構(gòu)兩種。操作簡(jiǎn)單,而且性能可靠,對(duì)于測(cè)定錨索的錨固力具有較高的使用價(jià)值,可以實(shí)現(xiàn)每次測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)讀一次實(shí)現(xiàn)。錨索承載器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。
承載感壓部分是一個(gè)有中錐孔的鋼體。中心孔徑的尺寸是根據(jù)穿過(guò)的錨索的直徑確定的,使用時(shí)孔內(nèi)密貼錨索的鎖片。這種整體式結(jié)構(gòu)能保證承載體受力明確。承受總壓力的剛性方形承載板,會(huì)以不變的有效面積,均勻的把壓力作用到方形承載器上,這對(duì)于保證錨力計(jì)在不同安裝條件下的測(cè)量十分重要。承載器、拉力缸和手壓泵是錨索錨固力測(cè)定機(jī)具的中樞,它的工作原理?yè)u動(dòng)手壓泵手柄,通過(guò)承載器產(chǎn)生一個(gè)對(duì)油缸的作用力,此作用即為當(dāng)前該錨索所能達(dá)到的錨固力。當(dāng)壓力表上的讀數(shù)達(dá)到所要求的數(shù)值后,停止操作,然后慢慢復(fù)位。其特點(diǎn)是:
(1)穩(wěn)定性能好,適用于原位檢測(cè)作用,承載器經(jīng)過(guò)一定的熱處理后蠕變極小,能保證其自振頻率的長(zhǎng)斯穩(wěn)定。
(2)抗干擾能力強(qiáng)。能在各種復(fù)雜的條件下進(jìn)行錨索錨固力的檢測(cè)。
(3)體積較小,為錨索錨固力的隨時(shí)檢測(cè)提供了方便??蓡稳瞬僮?,本質(zhì)安全,省時(shí)省力,功效較高。
(4)安裝拆缷方便。安裝極為方便,為防止拉拔后鎖片難以取出,特對(duì)承載器進(jìn)行分析拆缷,進(jìn)而倒出錐形銷,即可分體,拆缷完成。
2性能
每一套錨索錨固力測(cè)力計(jì)在裝配完成及使用的過(guò)程中,都能充分反映所施工錨索的錨固狀況。對(duì)承載器反復(fù)進(jìn)行加壓、缷荷載試驗(yàn),直到每次缷載后的零壓輸出頻率相同為止,這是保證錨索錨力計(jì)穩(wěn)定性、重復(fù)性、回差等技術(shù)指示的必要措施。錨索承載器技術(shù)性能見(jiàn)表1。
表1 SCQ-30型拉拔機(jī)具—承載器的主要技術(shù)參數(shù)
承載器在現(xiàn)場(chǎng)配套安裝后,其中心錐孔內(nèi)錐面及小孔徑上面兩剛性面受承壓力,周邊是自由邊界條件,不存在“匹配誤差”狀況,消除了錨索錨力計(jì)隨外界條件等因素而變化的干擾和制約,所以能夠保證錨索錨固力計(jì)機(jī)具檢測(cè)的精度要求,為錨索的施工檢測(cè)可靠性提供了前提條件。
3安裝使用及注意事項(xiàng)
(1)錨力計(jì)是精密儀器,搬運(yùn)時(shí)應(yīng)輕拿輕放,運(yùn)送和安裝過(guò)程中要注意對(duì)油線的及缸體、油表的保護(hù),不得用力拖拽。錨索承載器安裝見(jiàn)圖2。
(2)對(duì)錨墊板及承載板的幾何尺寸、有關(guān)技術(shù)參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)安裝應(yīng)嚴(yán)格要求。①錨力計(jì)缸體安裝前必須加裝大于錨索錨具幾何體積尺寸的錨墊板,其外端有效直徑必須略大于錨具外環(huán)直徑及長(zhǎng)度,保證不會(huì)出現(xiàn)自承現(xiàn)象。否則,錨力計(jì)的測(cè)定數(shù)據(jù)會(huì)失去使用價(jià)值。②錨墊板必須有足夠的厚度(剛度),以避免錨索漲拉時(shí),錨墊板中部位置受和后產(chǎn)生撓曲變形,造成作用在錨力計(jì)上的軸向力分解,所以應(yīng)保證錨墊板底座的剛度。③承載器中心孔徑內(nèi)表面必須平整(不平整≤0.1)、潔凈、光滑。④承載器外表面與穿索孔軸線的不垂直度要<5%uB0。
(3)對(duì)承載器的上、下端面絕對(duì)不得倒置安裝,小孔徑口朝上,大孔徑口朝下。漲拉油缸時(shí),若加載過(guò)快,會(huì)使錨力計(jì)承受偏載壓力,所以要按照由緩到均勻的順序進(jìn)行操作。以上各項(xiàng),在施工操作前要認(rèn)真準(zhǔn)備,施工中要有專人負(fù)責(zé)。
4試驗(yàn)效果
為了驗(yàn)證承載器的研制效果,協(xié)莊煤礦在十一層回風(fēng)下山和31117W運(yùn)輸巷進(jìn)行了試驗(yàn),試驗(yàn)效果非常可觀,完全達(dá)到了預(yù)期的目的,解決了長(zhǎng)期以來(lái)錨索錨固力檢測(cè)困難的難題,給檢測(cè)錨索施工的可靠性帶來(lái)了便利,為巷道的學(xué)問(wèn)支護(hù)創(chuàng)造了有利的條件。目前核機(jī)具承載器已有全礦推廣使用,截止2004年3月底,共檢測(cè)錨索200余套,檢測(cè)出游合格錨索10余套,對(duì)不合格錨索重新進(jìn)行了補(bǔ)打,檢測(cè)合格的錨索正在發(fā)揮著應(yīng)有的作用。
5經(jīng)濟(jì)效益
按最低檢測(cè)配置計(jì)算:原先購(gòu)置的錨索表屬一次性投入,不可加回收復(fù)用。錨索表按600元/塊計(jì),每月施工錨索300余套,按照集團(tuán)公司技術(shù)管理需求,需配置錨索表15塊,月需投入費(fèi)用近1萬(wàn)遠(yuǎn)左右,年需投入12余年萬(wàn)無(wú)左右;現(xiàn)在研制的承載器屬可重復(fù)利用產(chǎn)品,按600元/塊計(jì),掘進(jìn)專業(yè)可一次性投入22塊(每一掘進(jìn)工作面配置一塊)即可,共計(jì)費(fèi)用1.3萬(wàn)元左右,而且此產(chǎn)品一次投入,可長(zhǎng)期利用;每年可節(jié)約購(gòu)置資金費(fèi)用最少10萬(wàn)元左右。
消防安全評(píng)估-電氣檢測(cè)報(bào)告,消防要求的,目前成立了專業(yè)的檢測(cè)研究室。