一种金属网面应力测试设备及方法技术

本发明专利技术涉及煤炭开采技术领域，提出一种金属网面应力测试设备及方法。金属网面应力测试设备包括支架部件、顶板模型、金属网、注浆柔性囊、压力检测部件、充气装置和注浆泵。顶板模型的下表面形成有凸部和/或凹部，金属网通过紧固部件设置于顶板模型的下方。注浆柔性囊设置于金属网的上表面。压力检测部件包括多个气囊和多个气压传感器，气压传感器用于检测气囊内的压力。通过在顶板模型的下表面设置凸部和凹部来模拟井下巷道表面凹凸不平的形态，通过向注浆柔性囊的内部注浆来模拟巷道围岩变形挤压气囊，从而测得金属网在网兜变形过程中对上部围岩产生的支护强度，以及金属网的面应力。以及金属网的面应力。以及金属网的面应力。

【技术实现步骤摘要】
一种金属网面应力测试设备及方法


[0001]本专利技术涉及煤炭开采
，尤其涉及一种金属网面应力测试设备及方法。

技术介绍

[0002]锚网支护系统作为一种有效的支护方式，广泛应用于地下工程支护设计。锚网支护系统中金属网作为一种面型护表构件，可有效控制相邻锚杆之间破碎岩体的冒落，因此关于金属网的力学特性是决定支护系统是否稳定的重要因素。
[0003]现有技术针对金属网的力学特性的主要测试方法是将金属网采用锚杆固定于试验机底座，上部通过液压油缸进行区域加载模拟巷道围岩变形，通过监测油缸出力来判断金属网在垂直载荷作用下的力学特性，并将其定为金属网的支护强度。但是在相同加载条件下，利用油缸垂直加载模拟巷道围岩变形使得测试金属网在受力方面与金属网的现场受力相差很大，并且所得测试结果无法在整体上有效反应金属网的真实支护强度。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种金属网面应力测试设备，通过准确模拟井下巷道表面凹凸不平的形态，以及模拟巷道围岩变形挤压金属网，从而测得金属网在网兜变形过程中对上部围岩产生的支护强度，以及金属网的面应力。
[0005]本专利技术还提供一种金属网面应力测试方法。
[0006]根据本专利技术第一方面实施例提供的金属网面应力测试设备，包括：
[0007]支架部件；
[0008]顶板模型，设置于所述支架部件的上部，所述顶板模型的下表面形成有凸部和/或凹部；
[0009]金属网，设置于所述顶板模型的下方，所述金属网通过紧固部件与所述顶板模型连接；
[0010]注浆柔性囊，设置于所述金属网的上表面；
[0011]压力检测部件，包括多个气囊和多个气压传感器，多个所述气囊间隔设置于所述顶板模型的下表面与所述注浆柔性囊之间，所述气囊与对应的所述气压传感器连通，所述气压传感器用于检测所述气囊内的压力；
[0012]充气装置，通过输气管与每个所述气囊连通，所述充气装置用于向所述气囊内部充气；
[0013]注浆泵，通过输液管与所述注浆柔性囊连通，所述注浆泵用于向所述注浆柔性囊内部泵送水泥浆。
[0014]根据本专利技术实施例提供的金属网面应力测试设备，通过在顶板模型的下表面设置凸部和凹部来模拟井下巷道表面凹凸不平的形态，通过向注浆柔性囊的内部注浆来模拟巷道围岩变形挤压气囊，从而测得金属网在网兜变形过程中对上部围岩产生的支护强度，以及金属网的面应力。
[0015]根据本专利技术提供的一种金属网面应力测试设备，所述支架部件包括：
[0016]支架主体；
[0017]边框，所述边框围设于所述顶板模型的外周，并与所述支架主体的上部连接；
[0018]张力调节组件，分别与所述边框以及所述金属网的边沿连接，所述张力调节组件用于调节所述金属网在水平方向上的张力。
[0019]根据本专利技术提供的一种金属网面应力测试设备，所述张力调节组件包括：
[0020]驱动机构，与所述边框连接；
[0021]连接梁，与所述驱动机构连接，并与对应的所述边框滑动配合；
[0022]多个连接件，多个所述连接件沿着所述连接梁的长度方向间隔布置，所述连接件分别与所述金属网的边沿连接以及所述连接梁连接。
[0023]根据本专利技术提供的一种金属网面应力测试设备，所述驱动机构包括：
[0024]两个手动滚轮，两个所述手动滚轮与所述边框转动配合，并与所述连接梁的两端一一对应螺纹配合。
[0025]根据本专利技术提供的一种金属网面应力测试设备，所述紧固部件包括：
[0026]锚杆，所述顶板模型设置有多个通孔，所述锚杆穿设于所述通孔内；
[0027]第一托盘，设置于所述锚杆的上端，并与所述顶板模型的上表面抵接；
[0028]第二托盘，设置于所述锚杆的下端，并与所述金属网连接。
[0029]根据本专利技术提供的一种金属网面应力测试设备，还包括：
[0030]操控台，所述操控台分别与所述充气装置以及所述注浆泵电连接。
[0031]根据本专利技术提供的一种金属网面应力测试设备，还包括：
[0032]配电柜，分别与所述操控台、所述充气装置以及所述注浆泵电连接。
[0033]根据本专利技术第二方面实施例的金属网面应力测试方法，所述测试方法基于上述任意一项所述的金属网面应力测试设备，包括以下步骤：
[0034]通过紧固部件对金属网施加预紧力，使得气囊内的压力达到第一预设压力；
[0035]通过注浆泵向注浆柔性囊内部注入水泥浆，使得所述金属网产生变形；
[0036]获取气压传感器检测的压力值。
[0037]根据本专利技术提供的一种金属网面应力测试方法，在执行所述通过所述紧固部件对所述金属网施加预紧力的步骤之前，还执行以下步骤：
[0038]将所述注浆柔性囊安装于所述金属网的上表面；
[0039]将压力检测部件安装于顶板模型的下表面与所述注浆柔性囊之间。根据本专利技术提供的一种金属网面应力测试方法，在执行所述将压力检测部件安装于所述顶板模型的下表面与所述注浆柔性囊之间的步骤之后，还执行以下步骤：
[0040]通过充气装置对所述气囊进行充气。
[0041]本专利技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
[0042]根据本专利技术实施例提供的金属网面应力测试设备，通过在顶板模型的下表面设置凸部和凹部来模拟井下巷道表面凹凸不平的形态，通过向注浆柔性囊的内部注浆来模拟巷道围岩变形挤压气囊，从而测得金属网在网兜变形过程中对上部围岩产生的支护强度，以及金属网的面应力。
[0043]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变
得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0044]为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，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。
[0045]图1是本专利技术实施例提供的金属网面应力测试设备的装配示意图；
[0046]图2是本专利技术实施例提供的支架主体的立体结构示意图；
[0047]图3是本专利技术实施例提供的支架主体的俯视结构示意图；
[0048]图4是本专利技术实施例提供的金属网面应力测试方法的流程图；
[0049]图5是本专利技术实施例提供的金属网面应力测试设备的工作原理示意图之一；
[0050]图6是本专利技术实施例提供的金属网面应力测试设备的工作原理示意图之二。
[0051]附图标记：
[0052]10、顶板模型；11、金属网；12、注浆柔性囊；13、气囊；14、气压传感器；15、充气装置；16、注浆泵；17、注浆孔；18、注气口；21、边框；22、连接梁；23、连接件；24、手动滚轮；25、支架主体；31、锚杆；32、第一托盘；33本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属网面应力测试设备，其特征在于，包括：支架部件；顶板模型，设置于所述支架部件的上部，所述顶板模型的下表面形成有凸部和/或凹部；金属网，设置于所述顶板模型的下方，所述金属网通过紧固部件与所述顶板模型连接；注浆柔性囊，设置于所述金属网的上表面；压力检测部件，包括多个气囊和多个气压传感器，多个所述气囊间隔设置于所述顶板模型的下表面与所述注浆柔性囊之间，所述气囊与对应的所述气压传感器连通，所述气压传感器用于检测所述气囊内的压力；充气装置，通过输气管与每个所述气囊连通，所述充气装置用于向所述气囊内部充气；注浆泵，通过输液管与所述注浆柔性囊连通，所述注浆泵用于向所述注浆柔性囊内部泵送水泥浆。2.根据权利要求1所述的金属网面应力测试设备，其特征在于，所述支架部件包括：支架主体；边框，所述边框围设于所述顶板模型的外周，并与所述支架主体的上部连接；张力调节组件，分别与所述边框以及所述金属网的边沿连接，所述张力调节组件用于调节所述金属网在水平方向上的张力。3.根据权利要求2所述的金属网面应力测试设备，其特征在于，所述张力调节组件包括：驱动机构，与所述边框连接；连接梁，与所述驱动机构连接，并与对应的所述边框滑动配合；多个连接件，多个所述连接件沿着所述连接梁的长度方向间隔布置，所述连接件分别与所述金属网的边沿连接以及所述连接梁连接。4.根据权利要求3所述的金属网面应力测试设备，其特征在于，所述驱动机构包括：两个手动滚轮，两个所述手动滚轮与所述边框转动配合，并与所述连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：高富强，原贵阳，娄金福，杨景贺，李建忠，王晓卿，杨磊，
申请(专利权)人：天地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：