一、监测对象与支护体系的差异
单体柱测压仪:专门监测单体液压支柱的工作阻力(初撑力、实时压力)。单体柱是 “临时主动支护设备”,通过液压供液产生支撑力,主要用于回采工作面、临时巷道等 “顶板压力动态变化剧烈” 的区域,支护周期短(随工作面推进而回撤)。
锚杆测力计:监测锚杆 / 锚索的轴向拉力(锚固力、预应力损失)。锚杆是 “永久被动支护设备”,通过锚固岩层形成 “组合拱 / 承载梁”,主要用于巷道围岩(顶板、帮部、底板)的长期稳定,支护周期长(与巷道服务年限一致)。
二、核心应用场景对比
(一)单体柱测压仪的典型应用场景
- 煤矿回采工作面
是其核心的应用场景。回采工作面顶板受采动影响(如周期来压、超前支承压力),压力变化频繁且幅度大(从初撑力 90kN 升至工作阻力 200kN 以上)。
作用:监测工作面上下顺槽、端头支架、煤壁侧单体柱的压力,在割煤、移架过程中支护强度匹配顶板压力,避免因单体柱失效导致工作面冒顶。
- 临时支护区域
如掘进工作面的临时支护、巷道维修时的临时替换支护。这些区域顶板稳定性差,且支护时间短(几小时至几天),需快速验证临时支柱的支撑效果。
作用:实时监测临时单体柱的初撑力(如达到 80kN 以上),防止因临时支护不足导致片帮、冒顶。
- 动压影响区
如采空区边缘、断层带附近,顶板受多向应力叠加,压力易突发骤升(如冲击地压前兆)。
作用:捕捉压力异常波动(如 10 分钟内从 120kN 飙升至 300kN),预警冲击风险,及时回撤人员。
(二)锚杆测力计的典型应用场景
- 巷道掘进与永久支护
是其主要的应用场景。巷道(如运输巷、回风巷)服务年限长(数月至数年),需通过锚杆将围岩锚固成整体,防止岩层离层、垮落。
作用:监测锚杆的预紧力(如设计值 100kN,实际是否达标)和长期锚固力(如预应力是否因围岩变形而衰减),巷道围岩长期稳定。
- 高风险围岩区域
如软岩巷道、破碎带巷道、高地应力巷道(埋深超 800m),围岩易发生大变形,锚杆受力易超限或松弛。
作用:跟踪锚杆拉力变化(如软岩巷道锚杆拉力从 120kN 增至 180kN,可能提示围岩挤压加剧),及时采取补打锚索、注浆加固等措施。
- 硐室与交叉点支护
如井下变电所、绞车房等大型硐室,或巷道交叉口(应力集中区),锚杆 / 锚索布置密集,需各锚固点受力均匀。
作用:监测不同位置锚杆的拉力差异(如交叉口拐角处锚杆拉力比其他区域高 50%),判断应力集中程度,优化锚固方案(如拐角处加密锚索)。
三、应用场景的关键差异点总结
维度 | 单体柱测压仪 | 锚杆测力计 |
---|---|---|
空间场景 | 回采工作面、临时巷道、动压剧烈区 | 掘进巷道、永久硐室、交叉点、围岩稳定区 |
时间周期 | 短期监测(随工作面推进更换位置) | 长期监测(与巷道服务年限同步) |
压力特点 | 动态压力(高频波动、幅度大) | 静态 / 缓慢变化压力(波动小) |
核心目标 | 保障临时支护 “顶得住”,防止突发冒顶 | 保障永久锚固 “锚得牢”,控制围岩变形 |
典型使用方 | 采煤工作面班组(实时巡检、即时调整) | 掘进队 / 矿压监测科(定期记录、长期分析) |
四、场景交叉与协同
单体柱测压仪监测 “临时支护的动态承载”,回采期间的即时安全;
锚杆测力计监测 “永久锚杆的长期锚固效果”,巷道整体围岩稳定。
二者共同构建 “临时 + 永久”“动态 + 静态” 的立体支护监测体系。