锚索测力传感器在锚索锚固力检测中扮演着至关重要的角色，其作用贯穿于煤矿安全监测、质量评估及长期稳定性维护的全过程。以下从技术原理、核心功能、工程应用优势及典型案例四个维度展开分析：

一、技术原理与核心功能

锚索测力传感器基于振弦式传感技术或液压传感技术实现锚固力的精准测量：

1. 振弦式传感器

• 工作原理：传感器内部钢弦与锚索同步变形，弦振动频率随张力变化。通过电磁线圈激振钢弦并测量其振动频率，经标定公式转换为拉力值。

• 技术优势：多弦冗余设计（如3-6根钢弦）可消除偏心荷载误差，测量精度达±0.25%FS，分辨率≤0.05%FS。

2. 液压传感器

• 工作原理：液体压力与锚索拉力通过活塞-油缸结构传递，压力传感器测量油压后间接计算锚索受力。

• 技术优势：适用于大吨位锚索（>1000kN），耐水压≥20.5MPa，适应深井等高压环境。

二、在锚固力检测中的核心作用

1. 实时监测与风险预警

• 动态反馈：连续监测锚索轴向拉力，实时反馈锚固状态。例如，北京工艺美术大楼基坑工程中，传感器检测到锚索拉力突增4.5kN，及时预警边坡超挖风险。

• 异常识别：通过数据波动识别锚索松弛、围岩变形等异常。徐州矿务局权台煤矿案例中，传感器数据与围岩变形速率高度吻合，验证了测量准确性。

2. 质量评估与优化设计

• 锚固效果验证：对比设计值与实测值，评估锚固质量。如淄博矿务局双沟煤矿采空区压力监测中，传感器数据揭示了顶板垮落与来压规律，为支护参数调整提供依据。

• 参数优化：基于长期监测数据优化锚索间距、预应力等参数。某高速边坡项目通过传感器反馈，将锚索间距从1.2m调整为1.6m，节省材料成本18%。

3. 长期稳定性维护

• 预应力损失跟踪：监测锚索预应力随时间的变化，预防因松弛导致的失效。西单文化广场基坑工程中，传感器数据显示部分锚索锁定后预应力损失达30%，指导了补张拉作业。

• 环境适应性评估：通过温度补偿功能（如VWA系列传感器温度修正系数<0.5℃），消除环境干扰，确保数据可靠性。

三、工程应用优势

1. 高精度与可靠性

• 量程覆盖广：从500kN至6000kN量程可选，满足中小型边坡加固至大型隧道支护需求。

• 长期稳定性：振弦式传感器综合误差≤1.0%FS/年，数据漂移低，适合长期监测。

2. 智能化与便捷性

• 远程监控：支持4G/LoRa无线传输，实现远程数据采集与预警。例如，深基坑工程中，传感器数据与位移监测数据联动分析，提升变形预测精度。

• 快速部署：便携式型号（如JDMSJ-50）重量<5kg，适用于临时监测或抢险场景。

3. 环境适应性

• 防护等级高：IP65/IP68防护，适应潮湿、腐蚀性环境。

• 耐极端温度：工作温度范围-40℃~+150℃，满足高寒或高温地区需求。

四、典型应用案例

1. 北京工艺美术大楼基坑工程

• 监测方案：在18m深基坑中安装4台测力传感器，实时监测三层预应力锚索受力。

• 成果：成功捕捉到超挖导致的锚索拉力突增，通过补强措施控制边坡位移，确保施工安全。

2. 徐州矿务局权台煤矿巷道支护

• 监测方案：对比锚索测力传感器数据与围岩变形速率。

• 成果：验证了锚杆受力与围岩变形的相关性，为支护设计提供科学依据。

3. 深基坑工程变形监测

• 监测方案：采用基康三弦式锚索测力计，监测基坑位移较大区域的锚索应力。

• 成果：通过应力-位移数据联动分析，提前预警基坑失稳风险，指导加固措施实施。

结论

锚索测力传感器通过实时监测、高精度测量及智能化分析，为锚索锚固力检测提供了全生命周期解决方案。其作用不仅体现在煤矿锚索支护质量验收环节，更贯穿于设计优化、施工控制及长期维护中，显著提升了煤矿安全性与经济性。随着技术发展，传感器将进一步融合物联网与大数据技术，实现更精准的预测性维护，为煤矿工程安全保驾护航。