[發(fā)明專利]錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學裝置及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510570364.8
• 申請日: 2015-09-09
• 公開（公告）號: CN105096728B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 萬志軍;王志民;張源;董博;張栩強;張健
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發(fā)明涉及一種頂板離層觀測教學裝置及使用方法，尤其是一種適用于在錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學裝置及使用方法。

背景技術

在我國的巷道支護中，普遍采用錨桿錨索聯(lián)合支護的方式，錨桿的作用是及時支護和加固巷道周圍淺部圍巖，來提高圍巖的整體承載能力和自身穩(wěn)定性。通過對錨索施加預緊力，可以進一步提高錨桿支護的支護強度，使圍巖變形破壞得到控制；當圍巖的破壞范圍超過錨桿的錨固長度時，通過預緊力錨索的懸吊作用，將頂板松動的巖石懸吊在深部穩(wěn)定的巖層中，防止頂板失控冒落。現(xiàn)有的頂板離層儀可以分別顯示錨桿和錨索長度范圍內(nèi)和錨桿范圍外的頂板巖層的離層情況，頂板離層儀可以對頂板離層情況提供直觀顯示，及時發(fā)現(xiàn)頂板失穩(wěn)的征兆，以避免冒頂事故的發(fā)生；同時，頂板離層儀還可以監(jiān)測巖體變形狀況，作為修改、完善錨桿和錨索支護初始設計參數(shù)的重要依據(jù)。目前，由于現(xiàn)場中使用的頂板離層儀無法進行演示，考慮到礦井的生產(chǎn)安全等問題，技術工作人員無法直觀的了解頂板離層儀的工作原理。

發(fā)明內(nèi)容

技術問題：本發(fā)明的目的是為了表現(xiàn)錨桿錨索聯(lián)合支護的機理以及頂板離層儀的工作原理，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學裝置及使用方法，可細致形象的展示出錨桿錨索聯(lián)合支護的機理以及頂板離層儀的工作原理。

技術方案：本發(fā)明的錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學裝置，包括固定在三腳架上的鋼架，所述鋼架內(nèi)側(cè)壁上設有齒條，鋼架內(nèi)設有多塊硬質(zhì)塑料地層模塊，多塊硬質(zhì)塑料地層模塊由對稱設置的鋼絞線串接吊掛在鋼架上，所述的多塊硬質(zhì)塑料地層模塊之間安設有長桿手柄，長桿手柄位于鋼架內(nèi)側(cè)兩端的桿體上設有可在鋼架內(nèi)側(cè)壁齒條上移動的齒輪；所述的多塊硬質(zhì)塑料地層模塊中心線兩側(cè)對稱設有將其串接在一起的可伸縮錨索，所述的可伸縮錨索的頂部固定在鋼架的頂端，可伸縮錨索的底部依次經(jīng)鋼帶、托盤減摩墊片、扭矩螺母固定在最下面一塊的硬質(zhì)塑料地層模塊上；所述的可伸縮錨索兩側(cè)對稱設有可伸縮錨桿，所述可伸縮錨桿的頂部固定在任意兩塊硬質(zhì)塑料地層模塊之間，可伸縮錨桿的底部依次經(jīng)鋼帶、托盤減摩墊片、扭矩螺母固定在最下面一塊的硬質(zhì)塑料地層模塊上；所述最下面一塊的硬質(zhì)塑料地層模塊中部設有外測筒、固定外測筒的套管，外測筒內(nèi)套裝有內(nèi)測筒，每層硬質(zhì)塑料地層模塊的底部均設有一個淺部基點錨固器，每個淺部基點錨固器各由一根鋼絞線與外測筒相連接，所述鋼架中部頂面上設有一個深部基點錨固器，深部基點錨固器通過鋼絞線與內(nèi)測筒相連接。

所述鋼架兩側(cè)設有凹槽，硬質(zhì)塑料地層模塊的兩端均卡裝在鋼架兩側(cè)的凹槽內(nèi)。

所述的多層硬質(zhì)塑料地層模塊為3～8層。

所述多層硬質(zhì)塑料地層模塊的底端均設有與鋼絞線相連的緊固件。

上述錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層教學裝置的使用方法，包括如下步驟：

a、用鋼絞線將多層硬質(zhì)塑料地層模塊串接在一起，在每層硬質(zhì)塑料地層模塊上用鋼絞線連接一個淺部基點錨固器，并將連接淺部基點錨固器的多根鋼絞線與外測筒連接在一起，再將深部基點錨固器用鋼絞線與內(nèi)測筒相連接，用套管將外測筒固定在最下面一層的硬質(zhì)塑料地層模塊上；

b、將可伸縮錨索的頂部固定在鋼架的頂部，再穿過多層硬質(zhì)塑料地層模塊，在最下面一層的硬質(zhì)塑料地層模塊底面上依次安裝鋼帶、托盤、減摩墊片，并用扭矩螺母固定；

c、將可伸縮錨桿的頂部固定在任意兩塊硬質(zhì)塑料地層模塊之間，再穿過多塊硬質(zhì)塑料地層模塊，在最下面一層的硬質(zhì)塑料地層模塊底面上依次安裝鋼帶、托盤、減摩墊片，并用扭矩螺母固定；

d、將每層硬質(zhì)塑料地層模塊分別使用鋼絞線通過緊固件連接至鋼架上面，同時將每層硬質(zhì)塑料地層模塊的多余的鋼絞線纏繞在長桿手柄上面，鋼絞線的終端固定在長桿手柄上面，將硬質(zhì)塑料地層模塊的兩側(cè)分別卡進在鋼架兩側(cè)的槽內(nèi)；

e、手搖長桿手柄，帶動齒輪轉(zhuǎn)動，纏繞在長桿手柄上面的鋼絞線松開，硬質(zhì)塑料地層模塊開始下沉，帶動可伸縮錨桿和可伸縮錨索的變形，實現(xiàn)頂板離層的模擬；通過搖動不同的長桿手柄，即可演示出錨桿和錨索聯(lián)合支護作用的原理。