[發(fā)明專利]一種巖體離層錯(cuò)位對(duì)錨索破斷影響的試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711314233.9
• 申請(qǐng)日: 2017-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN108051306B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉增輝;戴晨;張若飛;史金偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/12
• 分類號(hào): G01N3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及錨索破斷的試驗(yàn)裝置，包括框架、離層千斤頂、錯(cuò)位千斤頂、鋼管、數(shù)據(jù)采集器、液壓動(dòng)力控制臺(tái)、平板軸承、錨索；用鋼管模擬巖體中的鉆孔；在鋼管上切割縫隙模擬巖體離層；錨索托盤、鎖具和斜口套筒的斜口實(shí)現(xiàn)錨索外露段和鋼管內(nèi)錨索段之間軸向不一致；離層千斤頂和錯(cuò)位千斤頂施加的作用力引起鋼管上切割縫隙的開啟和錯(cuò)位模擬巖體離層及錯(cuò)位；滑動(dòng)塊、框架和滑動(dòng)塊之間均安裝有平板軸承滑動(dòng)塊；滑動(dòng)塊沿軸向固定模擬巖體鉆孔的鋼管；通過安裝在錨索上的應(yīng)力傳感器和數(shù)據(jù)采集器采集錨索在不同受力條件下的應(yīng)力變化數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)記錄和保存數(shù)據(jù)；該試驗(yàn)裝置有助于研究錨索的破斷原因分析，錨索受力狀態(tài)分析，巖體變形破壞對(duì)錨索的作用分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種錨索破斷的試驗(yàn)裝置，用于研究錨索的破斷原因分析，錨索受力狀態(tài)分析，巖體變形破壞對(duì)錨索的作用分析。

背景技術(shù)

錨桿錨索支護(hù)已經(jīng)是煤礦巷道的主要支護(hù)形式之一，錨索通常作為加強(qiáng)支護(hù)手段，它具有主動(dòng)加固圍巖、支護(hù)強(qiáng)度大，施工成本低，施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為煤礦巷道頂板和兩幫支護(hù)的主要措施和方法。但在錨索安裝和使用過程中存在錨索斷裂導(dǎo)致安全事故的現(xiàn)象。錨索安裝在圍巖內(nèi)，圍巖的變形破壞及錨索安裝不合理均會(huì)造成錨索的破斷，有的錨索斷股后可能發(fā)生彈射引起傷人。同時(shí)錨索的整體強(qiáng)度降低，造成支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力降低，在采掘擾動(dòng)的影響作用下支護(hù)體系會(huì)進(jìn)一步破壞，造成連鎖破斷反應(yīng)，嚴(yán)重威脅礦山得安全生產(chǎn)。

目前對(duì)巷道支護(hù)的錨索破斷分析方法有以下幾種：1)現(xiàn)場調(diào)查，通過收集礦井現(xiàn)場大量的錨索破斷的調(diào)查資料，如錨索破斷的形式、位置和形態(tài)，分析錨索破斷的原因，制定防止錨索支護(hù)破斷的措施和方法。2)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，在壓力機(jī)上安裝和固定錨索進(jìn)行張拉，研究錨索破斷屈服極限和破斷形態(tài)。這些方法均有各自的局限性，需要一種能模擬錨索工作狀態(tài)下破斷的試驗(yàn)裝置，即模擬圍巖變形破壞對(duì)錨索破斷產(chǎn)生何種影響的試驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有研究方法和試驗(yàn)裝置所存在的不足，本發(fā)明在于提供一種錨索破斷的試驗(yàn)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種巖體離層錯(cuò)位對(duì)錨索破斷影響的試驗(yàn)裝置，包括框架、離層千斤頂、錯(cuò)位千斤頂、鋼管、數(shù)據(jù)采集器、液壓動(dòng)力控制臺(tái)、平板軸承、錨索及附件。

錨索破斷試驗(yàn)?zāi)M環(huán)境的實(shí)現(xiàn)方法：用鋼管模擬巖體中的鉆孔；在鋼管上切割縫隙模擬巖體離層；通過離層千斤頂給滑動(dòng)塊施加推力模擬巖體離層作用力；錯(cuò)位千斤頂給滑動(dòng)塊施加推力模擬巖體錯(cuò)位作用力；通過液壓控制臺(tái)內(nèi)的液壓泵控制離層千斤頂和錯(cuò)位千斤頂?shù)耐屏Υ笮。M巖體離層錯(cuò)位的作用力。

錨索托盤、鎖具和斜口套筒的斜口實(shí)現(xiàn)錨索外露段和鋼管內(nèi)錨索段之間軸向不一致。

離層千斤頂和滑動(dòng)塊、框架和滑動(dòng)塊之間均安裝有平板軸承滑動(dòng)塊，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)塊的順利移動(dòng)。

滑動(dòng)塊沿軸向固定模擬巖體鉆孔的鋼管。

錨索托盤和鎖具安裝在斜口套筒上，斜口套筒和鋼管的軸向一致。

通過安裝在錨索上的應(yīng)力傳感器和數(shù)據(jù)采集器采集錨索在不同受力條件下的應(yīng)力變化數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)記錄和保存數(shù)據(jù)。

一種巖體離層錯(cuò)位對(duì)錨索破斷影響的試驗(yàn)裝置的操作方法：

步驟一：根據(jù)試驗(yàn)需要截取錨索，準(zhǔn)備鎖具和托盤；在錨索上安裝應(yīng)力傳感器。

步驟二：把斜口套筒安裝在鋼管一端，將錨索安裝在鋼管內(nèi)，并將應(yīng)力傳感器數(shù)據(jù)線從鋼管內(nèi)引出，在錨索兩端分別安裝托盤和鎖具，并施加達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)緊力。

步驟三：通過固定塊固定鋼管，滑動(dòng)塊沿鋼管軸向布置，在鋼管上切縫，再固定塊和滑動(dòng)塊之間安裝離層千斤頂和平板軸承，在滑動(dòng)塊和框架之間安裝平板軸承。