用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例提供了一种用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置及方法。试验装置包括：约束板，多个约束板固定连接以构成四周封闭的空间架构；支撑腿，支撑腿与约束板连接用以支撑所述空间架构；约束加载板，多个约束加载板可水平移动地安装在各约束板的内侧，以对破碎岩体施加水平约束力；底部支撑板，底部支撑板可拆卸地安装在空间架构的底面用于承托破碎岩体，底部支撑板上设有供锚杆穿设的通孔；加载装置，加载装置用以对破碎岩体施加载荷。本装置能够对不同锚杆预紧力以及不同水平约束力作用下的破碎岩体动静载力学响应特征进行测试，为有效控制千米深井、强烈采动及冲击地压等破碎岩体巷道围岩稳定问题提供依据。击地压等破碎岩体巷道围岩稳定问题提供依据。击地压等破碎岩体巷道围岩稳定问题提供依据。

【技术实现步骤摘要】
用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及室内试验设备
，尤其涉及一种用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置及方法。

技术介绍

[0002]我国煤炭开采深度逐年增加，开采强度逐步加大。在高应力、强烈采动及冲击地压的影响下，巷道围岩变形破坏十分剧烈，导致巷道浅部围岩十分破碎，严重制约着矿井的高产高效以及工作人员的生命安全。
[0003]本专利技术针对高应力、强烈采动及冲击地压巷道破碎围岩控制问题，研发一种用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，实现对不同锚杆支护密度、不同锚杆预紧力以及不同水平约束力作用下的破碎岩体动静载力学响应特征进行测试，研究破碎岩体锚杆支护加固机理。其测试结果可为千米深井、强烈采动及冲击地压等破碎岩体巷道围岩锚杆支护控制提供理论支撑，进而有效控制破碎岩体巷道稳定性问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置及方法，用于实现在不同锚杆预紧力以及不同水平约束力作用下的破碎岩体动静载力学响应特征进行测试，研究破碎岩体锚杆支护加固机理，以为有效控制千米深井、强烈采动及冲击地压等破碎岩体巷道的围岩稳定问题提供理论依据。
[0005]根据本专利技术第一方面的实施例，提供了一种用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，包括：
[0006]约束板，多个所述约束板固定连接以构成四周封闭的空间架构；
[0007]支撑腿，所述支撑腿与所述约束板连接用以支撑所述空间架构；
[0008]约束加载板，多个所述约束加载板可水平移动地安装在各所述约束板的内侧，以对破碎岩体施加水平约束力；
[0009]底部支撑板，所述底部支撑板可拆卸地安装在所述空间架构的底面用于承托破碎岩体，所述底部支撑板上设有供锚杆穿设的通孔；
[0010]加载装置，所述加载装置用以对破碎岩体施加载荷。
[0011]根据本专利技术的实施例，所述约束加载板上设置有用于推动约束加载板水平移动的推动装置，所述约束板上设置有用于测量约束加载板水平位移值的刻度尺。
[0012]根据本专利技术的实施例，所述推动装置包括连接杆和锁紧螺母，所述连接杆的一端穿过所述约束板与所述约束加载板连接，所述连接杆的另一端延伸至所述约束板外侧并且与所述锁紧螺母螺纹连接。
[0013]根据本专利技术的实施例，在同一水平面中，每个所述约束加载板上都等间距地安装有多个推动装置。
[0014]根据本专利技术的实施例，所述试验装置包括多个所述底部支撑板，各所述底部支撑
板上布设有不同数量和不同排列方式的供锚杆穿设的通孔。
[0015]根据本专利技术的实施例，所述约束加载板上设有用于检测水平约束力的测力计，所述锚杆上安装有用于测量锚杆受力变化的锚杆测力计。
[0016]根据本专利技术的实施例，所述加载装置包括静载加载装置，所述静载加载装置包括多个加载块。
[0017]根据本专利技术的实施例，所述加载装置包括动载加载装置，所述动载加载装置包括动载加载块、用于吸附和释放所述动载加载块的电磁控制器以及用于提升所述动载加载块的起重设备。
[0018]根据本专利技术的实施例，所述试验装置还包括：
[0019]用于检测静载加载装置作用下破碎岩体模型的下沉变形量的位移传感器、以及用于捕捉破碎岩体动态垮落破坏过程的高速相机。
[0020]根据本专利技术第二方面的实施例，提供了一种应用于如上所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置的试验方法，所述试验方法包括以下步骤：
[0021]在约束板和底部支撑板构成的封闭空间架构内安装锚杆，在封闭空间架构内添加碎石并人工将其夯实，在锚杆尾部安装托盘及螺母；
[0022]推动约束加载板以调节对破碎岩体的水平约束力，调整螺母以调节锚杆的预紧力，并拆除底部支撑板使破碎岩体模型底面悬空；
[0023]在破碎岩体模型上方施加静载荷或者动载荷，通过检测破碎岩体模型下沉变形量、锚杆受力变化情况以及破碎岩体模型动态垮落破坏过程来测试静载荷或者动载荷条件下破碎岩体锚杆支护作用下的力学响应特征；
[0024]通过更换不同的底部支撑板以测试不同锚杆支护密度下的静载荷或者动载荷条件下破碎岩体锚杆支护作用下的力学响应特征。
[0025]在本专利技术实施例提供的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置中，多个所述约束板固定连接以构成四周封闭的空间架构，所述空间架构的底部可拆卸地安装有底部支撑板，多个所述约束加载板可水平移动地安装在各所述约束板的内侧。所述底部支撑板上设有供锚杆穿设的通孔。
[0026]对在不同锚杆预紧力以及不同水平约束力作用下的破碎岩体锚杆支护作用下的力学响应特征进行测试时：在约束板和底部支撑板构成的封闭空间架构内安装锚杆，在封闭空间架构内添加碎石并人工将其夯实，在锚杆尾部安装托盘及螺母；推动约束加载板以调节对破碎岩体的水平约束力，调整螺母以调节锚杆的预紧力，并拆除底部支撑板使破碎岩体模型底面悬空；在破碎岩体模型上方施加载荷来测试破碎岩体锚杆支护作用下的力学响应特征。
[0027]根据以上描述可知，所述试验装置能够用于实现对不同锚杆预紧力以及不同水平约束力作用下的破碎岩体动静载力学响应特征进行测试，研究破碎岩体锚杆支护加固机理，进而为有效控制千米深井、强烈采动及冲击地压等破碎岩体巷道围岩稳定问题提供依据。
[0028]另外，在本专利技术提供的试验方法中，通过推动约束加载板以调节对破碎岩体的水平约束、通过调整螺母以调节锚杆的预紧力或者通过更换不同的底部支撑板以调整锚杆支护的密度，实现对不同水平约束力、不同锚杆预紧力或不同锚杆支护密度作用下动静载破
碎岩体力学响应特征进行测试。该试验方法操作较为简单、方便。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术实施例提供的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置的结构示意图一；
[0031]图2是本专利技术实施例提供的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置的结构示意图二；
[0032]图3是本专利技术实施例提供的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置的底部支撑板的结构示意图一；
[0033]图4是本专利技术实施例提供的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置的底部支撑板的结构示意图二；
[0034]图5是本专利技术实施例提供的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置的底部支撑板的结构示意图三；
[0035]图6是本专利技术实施例提供的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置的动载加载装置的结构示意图；
[0036]图7是本专利技术实施例提供的试验方法的流程图。
[0037]附图标记：
[0038]1：约束板；2：支撑腿；3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，包括：约束板，多个所述约束板固定连接以构成四周封闭的空间架构；支撑腿，所述支撑腿与所述约束板连接用以支撑所述空间架构；约束加载板，多个所述约束加载板可水平移动地安装在各所述约束板的内侧，以对破碎岩体施加水平约束力；底部支撑板，所述底部支撑板可拆卸地安装在所述空间架构的底面用于承托破碎岩体，所述底部支撑板上设有供锚杆穿设的通孔；加载装置，所述加载装置用以对破碎岩体施加载荷。2.根据权利要求1所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，所述约束加载板上设置有用于推动约束加载板水平移动的推动装置，所述约束板上设置有用于测量约束加载板水平位移值的刻度尺。3.根据权利要求2所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，所述推动装置包括连接杆和锁紧螺母，所述连接杆的一端穿过所述约束板与所述约束加载板连接，所述连接杆的另一端延伸至所述约束板外侧并且与所述锁紧螺母螺纹连接。4.根据权利要求2或3所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，在同一水平面中，每个所述约束加载板上都等间距地安装有多个推动装置。5.根据权利要求1所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括多个所述底部支撑板，各所述底部支撑板上布设有不同数量和不同排列方式的供锚杆穿设的通孔。6.根据权利要求1所述的用于测试破碎岩体锚杆支护加固的试验装置，其特征在于，所述约束加载板上设有用于检测水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建忠，高富强，王晓卿，原贵阳，杨景贺，娄金福，杨磊，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：