[發(fā)明專利]錨桿或錨索支護應力測試方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010258075.1
• 申請日: 2010-08-19
• 公開（公告）號: CN101963555A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康紅普;吳擁政;蔡嘉芳
• 申請（專利權(quán)）人: 天地科技股份有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/22;G01N3/02;G01L1/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山支護領(lǐng)域，特別涉及一種錨桿或錨索支護應力測試方法及裝置。

背景技術(shù)

錨桿支護技術(shù)已在國內(nèi)外得到普遍應用，由于錨桿支護顯著提高了巷道支護效果，降低了巷道支護成本，減輕了工人勞動強度，因此錨桿支護技術(shù)是煤礦實現(xiàn)高效生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

對錨桿或錨索桿體的受力情況，國內(nèi)外都進行了研究，對錨桿，或錨索的受力監(jiān)測不僅可以在實驗室進行，也可在井下環(huán)境中進行。傳統(tǒng)的錨桿或錨索實驗室受力測試方法是，在一根額定尺寸的鋼管內(nèi)塞入錨固劑，將錨桿或錨索塞入鋼管內(nèi)并攪拌，在錨桿或錨索外端加上錨桿測力計或錨索測力計，對錨桿或錨索施加軸向力后用測力計進行觀測；或者在錨桿或錨索上貼上應變片，測試施加預應力后錨桿或錨索在軸向上的受力。實驗室試驗的另一種方法是相似模型試驗，通過相似模型試驗臺，按照一定的比例關(guān)系模型礦山實際情況，按照比例模擬錨桿或錨索，然后對錨桿或錨索進行受力觀測，但這種方法也是測試錨桿或錨索的軸向受力。

錨桿或錨索的支護應力場的概念是近兩年才提出的。因此對錨桿或錨索的支護應力測試目前國內(nèi)外尚沒有有效辦法。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠測量錨桿或錨索支護應力的方法和裝置，從而有助于掌握錨桿或錨索對圍巖的支護作用機理，使得錨桿支護或錨索支護的設(shè)計更加科學合理。

(二)技術(shù)方案

為此，本發(fā)明提供了一種錨桿或錨索支護應力測試方法，包括以下步驟：

步驟10、將在煤礦井下選取的煤巖樣制成煤巖粉，將所述煤巖粉與水和添加劑混合制成填充材料；

步驟20、用所述填充材料制作立方體狀的模型；

步驟30、在所述模型某一表面安設(shè)若干錨桿或錨索，所述錨桿或錨索與模型邊長的距離不小于所述錨桿或錨索長度的一半；在所述錨桿或錨索之間埋設(shè)若干應力傳感器；

步驟40、用螺母將所述錨桿固定在模型上，或用錨具將所述錨索固定在模型上；在所述螺母或錨具和模型之間安裝托板，在所述托板與模型之間設(shè)置錨桿測力計或錨索測力計，在所述托板上設(shè)置若干位移傳感器；

步驟50、采用扭矩扳手對所述錨桿進行分級加載，或采用張拉設(shè)備對所述錨索進行分級加載，記錄所述錨桿或錨索的載荷、應力傳感器與位移傳感器的讀數(shù)，直到測出所述錨桿或錨索能承受的最大載荷。

所述步驟50之后還包括：

步驟60、根據(jù)所述應力傳感器測得的應力值繪制錨桿或錨索支護應力分布曲線，根據(jù)錨桿或錨索的載荷與位移傳感器測得的位移，繪制載荷與位移曲線。

其中所述步驟20中制作的模型的長、寬和高均不小于600nm。

在所述模型某一表面安設(shè)若干錨桿或錨索具體包括：

采用錨桿鉆機在所述模型某一表面上鉆孔，采用錨固劑或?qū)姆绞綄⑺鲥^桿或錨索錨固在孔中。

本發(fā)明還提供了一種錨桿或錨索支護應力測試裝置，包括：

使用煤巖粉、水泥和水混合的材料制作的立方體模型，所述模型某一表面安設(shè)有若干錨桿或錨索，所述錨桿或錨索與模型邊長的距離不小于所述錨桿或錨索長度的一半，所述錨桿用螺母固定在模型上，或所述錨索用錨具固定在模型上；所述錨桿或錨索之間埋設(shè)有若干應力傳感器；所述螺母或錨具與模型之間設(shè)置有托板；所述托板與模型之間設(shè)置有錨桿測力計或錨索測力計；所述托板上設(shè)置有若干位移傳感器。

所述托板為方形。

所述位移傳感器為4個，分別設(shè)置在方形托板四條邊的中間位置。

所述模型的長、寬和高均不小于600nm。

(三)有益效果

上述技術(shù)方案具有如下有益效果：本發(fā)明提供的錨桿或錨索支護應力測量方法及裝置，能夠精確有效測量錨桿或錨索的支護應力，從而有助于掌握錨桿或錨索對圍巖的支護作用機理，使得錨桿支護或錨索支護的設(shè)計更加科學合理；而且本發(fā)明成本較低，易于操作和實現(xiàn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的錨桿或錨索支護應力測試方法流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例的錨桿或錨索支護應力測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例的錨桿或錨索支護應力測量裝置主視圖；

圖4是本發(fā)明實施例的錨桿或錨索支護應力測量裝置俯視圖；

圖5是本發(fā)明實施例的錨桿或錨索支護應力測量裝置的位移傳感器示意圖；

圖中，1：模型；3：錨桿或錨索；4：螺母或錨具；5：托板；6：應力傳感器；7：錨桿測力計或錨索測力計；8：位移傳感器。

具體實施方式