[發明專利]金屬網片動載試驗方法及試驗臺

在審

• 申請號: 202011348438.0
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112525466A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 吳擁政;付玉凱;郝登云
• 申請（專利權）人: 中煤科工開采研究院有限公司
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08;G01N3/303
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓世虹

本發明提供一種金屬網片動載試驗臺及試驗方法。該試驗臺包括：落錘、動態力監測機構、位移監測機構、圖像采集機構、試驗平臺和試驗機架；試驗平臺用于安裝待測金屬網片；落錘位于待測金屬網片的上方且滑動安裝于試驗機架，用于提供動載試驗所需沖擊力；動態力監測機構安裝于落錘上，用于監測落錘所提供的沖擊力；位移監測機構安裝于試驗機架的下方，用于監測待測金屬網片的位移量；圖像采集機構用于采集待測金屬網片的形變量。本發明通過測量落錘所提供的沖擊力、待測金屬網片的位移和待測金屬網片的形變量，實現對各種礦用金屬網片的動載受力、變形及吸能能力的測試，可定量評價不同金屬網片的抗沖擊性能。

技術領域

本發明涉及試驗裝備技術領域，尤其涉及一種金屬網片動載試驗臺及試驗方法。

背景技術

沖擊地壓是煤炭深部開采中經常遇到的典型煤巖動力災害，隨著開采深度的增加，沖擊地壓發生的強度和頻次均顯著增加。從沖擊地壓發生的位置區域來看，沖擊地壓主要發生在回采巷道中，因此，回采巷道沖擊地壓防沖技術一直是國內外學者研究的重點。其中沖擊地壓巷道支護技術作為實現巷道防沖的重要手段之一，越來越受到國內外學者的關注。錨桿支護作為最常用的巷道支護方式，其支護形式具有較強的抗沖擊性能，但沖擊地壓巷道對錨桿支護材料及構件具有特殊的要求，與靜壓巷道錨桿支護構件相比，沖擊地壓巷道錨桿支護構件要求更高，沖擊地壓巷道支護構件不但要有高的靜載強度，還要有高的吸能特性。

金屬網作為錨桿支護中重要的支護構件，在靜載作用下，高質量的金屬網能有效擴散錨桿的預應力場，使錨桿的高預應力擴散至圍巖深部，有效控制錨桿間巖層的變形。同時，金屬網受到沖擊地壓動載荷作用時，金屬網能與圍巖同步變形，從而吸收沖擊地壓釋放的沖擊動能。金屬網力學性能與鐵絲直徑、材質、聯結方式等因素密切相關，國內外學者對不同金屬網的靜載力學性能進行了大量的研究工作，揭示了不同規格金屬網的靜載力學性能，但對礦用錨桿支護金屬網的動載力學性能研究較少，國外僅有1997年南非學者Ortlepp在以前試驗的基礎上對金屬網進行了動載荷試驗，金屬網被四個托板固定，錨桿懸吊于上方的鋼梁上，網的四周固定以模擬網的整體性，用從不同高度落下的混凝土塊模擬巖爆等現象發生時的沖擊載荷。由于試驗系統簡單，監測手段不完善等原因，僅能定性評估不同金屬網的抗沖擊力學性能，還處于感性認識階段，試驗數據結果準確性較差，無法定量分析，缺乏全面、深入、系統的研究。

發明內容

本發明提供一種金屬網片動載試驗臺及試驗方法，用以解決現有技術中錨桿支護金屬網的動載力學性能試驗數據準確性較差，缺乏定量分析的缺陷。

本發明提供一種金屬網片動載試驗臺，包括：落錘、動態力監測機構、位移監測機構、圖像采集機構、試驗平臺和試驗機架；其中，

所述試驗平臺用于安裝待測金屬網片；

所述落錘位于所述待測金屬網片的上方且滑動安裝于所述試驗機架，用于提供動載試驗所需沖擊力；

所述動態力監測機構安裝于所述落錘上，用于監測所述落錘所提供的沖擊力；

所述位移監測機構安裝于所述試驗機架的下方，用于監測所述待測金屬網片的位移量；

所述圖像采集機構用于采集所述待測金屬網片的形變量。

其中，還包括控制系統，所述控制系統用于根據試驗所需沖擊能量計算所述落錘的重量以及設置高度，并根據所述待測金屬網片承受的沖擊力與位移量計算得出沖擊能量時程曲線。

其中，所述試驗平臺包括平臺本體、壓板和緊固件，所述待測金屬網片放置于所述平臺本體上，所述壓板通過緊固件壓緊固定于所述待測金屬網片的外緣。

其中，所述壓板為鋼護板或鋼筋梯。

其中，所述緊固件為螺栓和螺母，所述壓板的兩端和所述平臺本體上均設有供所述螺栓穿過的通孔，所述螺栓穿過所述通孔與所述螺母栓接。

其中，所述動態力監測機構為動態力傳感器。