[實用新型]沿空留巷錨固矸石墻承載性能的模擬測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420249159.2
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN203825944U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙同彬;鄒建超;張富興;譚云亮;蔡來生
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號: G09B25/04
• 分類號: G09B25/04
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及錨固結(jié)構(gòu)承載性能測試裝置，尤其涉及沿空留巷橫向錨固矸石墻承載性能模擬測試裝置。

背景技術(shù)

沿空留巷技術(shù)一直是我國煤炭開采的重要技術(shù)發(fā)展方向。它對降低巷道掘進量、提高煤炭資源回收率、減少矸石排放量、延長礦井服務(wù)年限、緩解采掘接替矛盾和實現(xiàn)礦井安全高效綠色開采有顯著效果。而在眾多的沿空留巷技術(shù)研究中，矸石充填沿空留巷技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，在目前的技術(shù)水平下，沿空留巷的成敗在很大程度上取決于留巷充填體的設(shè)計及頂板條件，如果支護設(shè)計方案不能取得良好的留巷效果，不僅會損耗巨大的人力物力，而且還會給礦井的安全生產(chǎn)造成威脅。

沿空留巷充填體的強度、泊松比、變形模量等物理力學(xué)參數(shù)的獲取對留巷設(shè)計具有直接的指導(dǎo)作用。橫向錨固矸石墻是通過將錨桿或錨索橫向貫穿布置在矸石充填體內(nèi)，施加一定的預(yù)緊力，與巷旁輔助支護、巷內(nèi)支護形成統(tǒng)一的支護體系。在沿空留巷期間，橫向錨固矸石墻通過輔助作用、過渡作用、下縮讓壓作用、平衡作用承載巖層劇烈運動所產(chǎn)生的應(yīng)力，保持巷道圍巖的穩(wěn)定性。但在煤礦井下的實際應(yīng)用中，矸石充填體是一種不可逆壓縮材料，搬運耗時費力，無法進行過多的井下現(xiàn)場測試試驗；同時由于煤礦井下工作環(huán)境的特殊性和復(fù)雜性，也無法對充填體中錨桿、鋼帶的受力情況進行實際的系統(tǒng)分析，再加上巷道變形難以控制、充填工藝與工作面的快速推進同步等現(xiàn)場實際操作問題，使得原位測試難以在煤礦井下進行。

因此，通過實驗室進行模擬測試，是解決上述問題的可靠辦法。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種沿空留巷橫向錨固矸石墻承載性能的模擬測試裝置，通過在實驗室模擬測試，可為煤礦井下沿空留巷橫向錨固矸石墻技術(shù)的應(yīng)用提供設(shè)計指導(dǎo)。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型錨固結(jié)構(gòu)承載性能模擬測試裝置所采用的技術(shù)方案是：

一種沿空留巷錨固矸石墻承載性能的模擬測試裝置，其特征在于，它由充填槽、錨固充填體、承壓板和位移測量裝置組成，錨固充填體放置在充填槽中，承壓板沉入充填槽后擱置在錨固充填體上，位移測量裝置活動安裝在充填槽上并與錨固充填體貼緊，其中：

所述的充填槽是由底鋼板和兩側(cè)的側(cè)鋼板構(gòu)成的U型槽，側(cè)鋼板頂部再用加固鋼帶固緊，從而形成一個兩側(cè)面封閉的充填槽；

所述的錨固充填體由多個充填袋、錨桿和鋼帶構(gòu)成；充填袋按模擬充填體的高度和寬度堆砌在充填槽內(nèi)形成充填墻體，堆砌時上下層交錯壓茬，縱向鋼帶和橫向鋼帶緊貼充填墻體的前、后立面；橫向鋼帶和縱向鋼帶的重疊交叉處加工有通孔；上述的錨桿從前立面鋼帶通孔穿過充填袋從后立面鋼帶通孔中穿出，兩端用螺母固定，從而構(gòu)成錨固充填體；上述的錨桿可以是錨索；

所述的承壓板是一個厚度不小于5mm的鋼板，承壓板壓在充填體上表面處；

所述的位移測量裝置包括固定在充填槽兩側(cè)的縱向套筒和卡尺支架，卡尺支架是一個與充填槽長度相匹配的平面框架，平面框架上設(shè)有卡尺槽，平面框架的兩端設(shè)有縱向伸出的縱向桿，縱向桿上加工有螺紋，縱向桿穿過縱向套筒使卡尺支架安裝在充填槽上，并在縱向桿上擰上限位螺母，在卡尺槽中水平插入卡尺，插入后卡尺應(yīng)與充填袋靠緊。

利用本實用新型裝置對錨固結(jié)構(gòu)承載性能進行測試的方法如下：

第一步，制作模擬測試裝置

第1.1步，制作錨固充填體；

第1.1.1步，將模擬充填體材料的顆粒裝入布袋中，并封口形成充填袋，將充填袋按模擬充填體的高度和寬度堆砌在充填槽內(nèi)，堆砌時上下層交錯壓茬，不夠一整袋的位置，用半袋填充，將有縫隙的地方用充填體顆粒填實，使表面平整；

第1.1.2步，將縱向鋼帶和橫向鋼帶緊貼充填墻體的前、后立面，將錨桿穿過前后立面縱向鋼帶和橫向鋼帶的通孔后用螺母固緊，對充填袋施加一定的預(yù)緊力；

安裝錨桿時可邊充填邊安裝；

第1.2步，在充填體上表面安放上承壓板；

第1.3步，安裝位移測量裝置

將卡尺支架的縱向桿穿過套筒，從而使卡尺支架安裝在充填槽上，并在縱向桿上擰上限位螺母，在卡尺槽中水平插入卡尺，使卡尺與充填體貼緊；

第二步，將上述制作安裝好的模擬測試裝置放到壓力試驗機底座上，啟動壓力試驗機，當(dāng)承壓板與壓力試驗機的傳力支柱剛好接觸時，記錄下卡尺的初始讀數(shù)；然后開始加載，在加載壓縮過程中，充填墻體變形，將卡尺向外推移；此時每隔一定時間，記錄一次卡尺移動距離，以及相應(yīng)的載荷值和充填袋的軸向變形值；