[發明專利]錯動巖層間錨桿或錨索剪切沖擊試驗裝置及其試驗方法

在審

• 申請號: 202210244494.2
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114659907A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 黃勇;孫鄭齊;孫淼;莊小威;司廣宏;王剛;徐寧;李鋼;楊曉國;蘆盛亮;張陳冰;暢磊朋;徐志敏;杜康;王艷濤
• 申請（專利權）人: 山西潞安集團余吾煤業有限責任公司;遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/303;G01N3/04
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰;田文舉

錯動巖層間錨桿或錨索剪切沖擊試驗裝置，包括固定座、門式剛性框架、氮氣鋼瓶、彈簧式充氣蓄能器、沖擊試驗臺、沖擊錘、相似材料剪切箱和自動鉆孔機，氮氣鋼瓶通過高壓軟管與沖擊錘連接，彈簧式充氣蓄能器設置在高壓軟管上，沖擊錘固定設置在沖擊試驗臺的頂部，相似材料剪切箱由第一箱體、第二箱體和第三箱體左右拼接而成，相似材料剪切箱內設置有錨固組件，第一箱體和第三箱體的底部均通過剛性墊塊固定支撐在沖擊試驗臺上，自動鉆孔機固定設置在沖擊試驗臺的右側。本發明設計科學，能夠在試驗室條件下對處于錯動巖層間不同外部沖擊動載剪切作用下的錨桿或錨索的抗剪切變形規律、應力分布規律進行模擬探究。

技術領域

本發明涉及煤礦巷道沖擊地壓實驗領域，具體的說，涉及一種錯動巖層間錨桿或錨索剪切沖擊試驗裝置及其試驗方法。

背景技術

目前，錨桿、錨索支護已成為煤礦巷道的主要支護方式，已在我國煤礦巷道中大范圍的推廣應用。錨桿、錨索支護是將錨桿、錨索錨固于穩定煤巖體中，控制巷道圍巖的變形與滑移錯動。研究錯動巖層間不同外部沖擊動載條件下錨桿、錨索的抗剪切變形規律，對有效提高錨桿、錨索支護性能的可靠性，保證礦山工程安全具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種錯動巖層間錨桿或錨索剪切沖擊試驗裝置及其試驗方法，本發明設計科學，能夠在試驗室條件下對處于錯動巖層間不同外部沖擊動載剪切作用下的錨桿或錨索的抗剪切變形規律、應力分布規律進行模擬探究。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

錯動巖層間錨桿或錨索剪切沖擊試驗裝置，包括固定座、門式剛性框架、氮氣鋼瓶、彈簧式充氣蓄能器、沖擊試驗臺、沖擊錘、相似材料剪切箱和自動鉆孔機，門式剛性框架的下端焊接在固定座上，氮氣鋼瓶固定設置在固定座上且位于門式剛性框架內，氮氣鋼瓶通過高壓軟管與沖擊錘連接，彈簧式充氣蓄能器設置在高壓軟管上，沖擊錘固定設置在沖擊試驗臺的頂部且沖擊錘的錘頭向下伸出沖擊，相似材料剪切箱包括第一箱體、第二箱體和第三箱體，第一箱體、第二箱體和第三箱體左右拼接成一個長方箱體，第一箱體的右側、第二箱體的左側和右側以及第三箱體的左側和右側均敞口，第三箱體的右端口前側板和后側板內壁均開設有豎向滑槽，兩個豎向滑槽之間豎向滑設有封堵第三箱體的右端口的提拉鋼板，提拉鋼板的中心開設有左右通透的圓孔，第一箱體、第二箱體和第三箱體內分別填裝有不同強度的煤巖相似材料，相似材料剪切箱內設置有左右貫穿錨固在三種煤巖相似材料中的錨固組件，錨固組件的右側部向右穿過圓孔并伸出相似材料剪切箱，第一箱體和第三箱體的底部均通過剛性墊塊固定支撐在沖擊試驗臺上，第二箱體位于沖擊錘的正下方且底部處于懸空狀態，自動鉆孔機固定設置在沖擊試驗臺的右側且與相似材料剪切箱左右正對應。

氮氣鋼瓶左右并排設置有兩個，兩個氮氣鋼瓶之間串聯，每個氮氣鋼瓶均通過兩根高壓軟管與沖擊錘連接。

沖擊試驗臺包括剛性橫梁板、四根高剛度剛性立柱和電磁平臺底座，剛性橫梁板水平設置在電磁平臺底座的正上方，四根高剛度剛性立柱均豎向設置，四根高剛度剛性立柱矩形陣列設置，剛性橫梁板的下表面四周和電磁平臺底座的上表面四周均設置有螺紋掏槽，四根高剛度剛性立柱的上端分別螺紋固定連接在上側的四個螺紋掏槽中，四根高剛度剛性立柱的下端分別螺紋固定連接在下側的四個螺紋掏槽中，兩塊剛性墊塊左右間隔磁吸固定在電磁平臺底座的上表面上且位于四根高剛度剛性立柱之間。

第一箱體、第二箱體和第三箱體的相鄰兩端邊沿均對接并卡接固定，第一箱體的底部磁吸固定在左側的剛性墊塊上，第三箱體的底部磁吸固定在右側的剛性墊塊上。