錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)費時費力，同時準確率低的問題，其解決的技術(shù)方案是，包括機架、鋼管、錨桿和環(huán)形油缸，機架由支腿、上框架和下框架構(gòu)成，4個支腿分別焊接在水平的上框架、下框架的四角上，機架的前部裝有油缸安裝板，油缸安裝板上裝有環(huán)形油缸，上框架上安裝有支座，支座上裝有手動泵和數(shù)顯表，下框架上經(jīng)夾板固定有鋼管，錨桿一端錨固在鋼管內(nèi)，另一端穿過環(huán)形油缸中心，錨桿伸出環(huán)形油缸的一端，由環(huán)形油缸端部的擋板固定，本實用新型成本低，準確率高，大大提高了工作效率，有效防止了工作現(xiàn)場頂板冒頂事故的發(fā)生，是錨桿錨固力測試裝置上的創(chuàng)新。
【專利說明】錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煤礦領(lǐng)域，特別是一種錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于錨桿支護方式具有施工成本低、速度快、工人勞動強度減輕等優(yōu)點，因而成為井巷與巖土工程的主要支護加固方式。我國每年僅用于煤巷的錨桿數(shù)量都在幾千萬根以上。對于錨桿支護巷道，錨桿錨固質(zhì)量的優(yōu)劣對能否提高圍巖整體承載力有著直接影響，是煤礦安全生產(chǎn)的重要指標。因此對錨桿錨固質(zhì)量的檢測是促進煤礦安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。事實上，隨著我國煤礦資源開采深度的越來越深入，由于受圍巖高應(yīng)力、圍巖性質(zhì)差異和地質(zhì)構(gòu)造的影響，同一條巷道的錨桿拉拔力的大小都有差異，少數(shù)錨桿拉拔力達不到設(shè)計要求，甚至都將引起跨巷、冒頂事故的發(fā)生?，F(xiàn)階段錨桿錨固質(zhì)量及受力狀態(tài)的檢測大多仍然停留在破壞性拉拔試驗階段，這種檢測手段既費工又費時，對加固的巖體也產(chǎn)生較強的擾動，降低了錨桿對圍巖的加固作用，同時很難準確地計算錨固力是否滿足設(shè)計要求。如果能對拉拔力進行無損檢測勢必將大大減輕工人的勞動強度，節(jié)約成本，為了加強煤礦的安全生產(chǎn)，避免此類事故的發(fā)生，應(yīng)用相關(guān)理論知識和結(jié)合現(xiàn)場情況，開發(fā)出一種錨桿錨固仿真綜合實驗裝置，通過在實驗室模擬錨固錨桿拉拔過程，檢測錨固力的大小和對錨桿錨固質(zhì)量進行無損檢測的研究勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述情況，為解決現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實用新型之目的就是提供一種錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)費時費力，對加固的巖體產(chǎn)生較強的擾動，降低了錨桿對圍巖的加固作用，同時準確率低的問題。
[0004]本實用新型解決的技術(shù)方案是，包括機架、鋼管、錨桿和環(huán)形油缸，機架由支腿、上框架和下框架構(gòu)成，4個支腿分別焊接在水平的上框架、下框架的四角上，機架的前部裝有油缸安裝板，油缸安裝板上裝有環(huán)形油缸，上框架上安裝有支座，支座上裝有手動泵和數(shù)顯表，下框架上經(jīng)夾板固定有鋼管，錨桿一端錨固在鋼管內(nèi)，另一端穿過環(huán)形油缸中心，錨桿伸出環(huán)形油缸的一端，由環(huán)形油缸端部的擋板固定。
[0005]本實用新型裝置結(jié)構(gòu)新穎合理，成本低，效果好，省時省力，準確率高，大大提高了工作效率，有效防止了工作現(xiàn)場頂板冒頂事故的發(fā)生，是錨桿錨固力測試裝置上的創(chuàng)新。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。
[0008]圖3為本實用新型的結(jié)構(gòu)仰視圖。
[0009]圖4為本實用新型的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖?！揪唧w實施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0011]由圖1-4給出，本實用新型包括機架、鋼管、錨桿和環(huán)形油缸，機架I由支腿5、上框架4和下框架11構(gòu)成，經(jīng)地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上，4個支腿5分別焊接在水平的上框架4、下框架11的四角上，機架I的前部裝有油缸安裝板6，油缸安裝板6上裝有環(huán)形油缸9，上框架4上安裝有支座10，支座10上裝有手動泵和數(shù)顯表(圖中未畫出)，下框架11上經(jīng)夾板
3固定有鋼管2，錨桿7 —端通過錨固劑錨固在鋼管2內(nèi)，另一端穿過環(huán)形油缸9中心，錨桿7伸出環(huán)形油缸9的一端，由環(huán)形油缸9端部的擋板8固定。
[0012]為了保證使用效果，所述的支腿5為方鋼制成的600X60X60mm的長方體，支腿5下部裝有用于穩(wěn)定的平板13，平板13經(jīng)地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上。
[0013]所述的上框架4、下框架11均為4根方鋼首尾垂直依次焊接在一起構(gòu)成的長方形，方鋼的尺寸為680X60X60mm。
[0014]所述的夾板3有4個，內(nèi)表面為圓弧狀，和鋼管2的弧度相匹配，夾板3的4個角有螺栓孔，經(jīng)螺栓和螺母將鋼管2固定在下框架11的兩端和中間的橫梁12上，鋼管2為無縫鋼管，內(nèi)徑為28mm,長為2000mm,壁厚為3mm,—端封閉。
[0015]所述的油缸安裝板6的尺寸為200 X 200 X 10mm，通過角鋼固定安裝在機架I的前
部，用來放置環(huán)形油缸9。
[0016]所述的支座10的尺寸為750X200X10mm，其上有固定孔，用來固定手動泵和數(shù)顯表。
[0017]所述的擋板8直徑為70mm,厚為IOmm,用來擋住環(huán)形油缸和錨桿。
[0018]所述的環(huán)形油缸9、手動泵和數(shù)顯表構(gòu)成加壓裝置，環(huán)形油缸9的行程為60_，額定壓力為30T，內(nèi)徑為45mm，手動泵的尺寸為630X 175X 170mm,儲油量為0.7L，用來控制油缸的伸縮，數(shù)顯表可以直接顯示壓力的大小。
[0019]所述的鋪桿7直徑為20mm，長為2400mm，一端在鋼管2中鋪固，另一端用環(huán)形油缸9加壓。
[0020]所述的油缸安裝板6由水平的橫向部分和向上的斜向部分組成，橫向部分水平裝在下框架11前部，斜向部分一端裝在上框架4上,另一端與橫向部分連接在一起,構(gòu)成環(huán)形油缸9的固定支撐結(jié)構(gòu)。
[0021]為了達到使用效果，機架I的支腿5通過平板與地面連接之前必須要向基礎(chǔ)坑內(nèi)澆灌混凝土，搗實后方可通過地腳螺栓固定在地面上，這是為了保證環(huán)形油缸在加壓錨固系統(tǒng)時確保支架的平衡穩(wěn)定性和人員安全；鋼管2 —端封閉，這樣是為了得到更好的錨固效果；夾板3用螺栓和螺母固定在方鋼上，并固定緊，否則會將鋼管拉出，達不到拉拔實驗的目的；錨桿尾部留有100_的自由段，這樣可以在自由段放置錨桿錨固質(zhì)量無損檢測裝置的傳感器；加壓過程一定要緩慢均勻，否則容易出現(xiàn)安全事故。
[0022]本實用新型的工作原理如下:工程現(xiàn)場錨桿支護的施工過程是，先用錨桿鉆機向圍巖里面鉆孔，然后將樹脂錨固劑放入鉆孔中，用錨桿將其慢慢推到孔底，再用錨桿鉆機將錨桿邊旋轉(zhuǎn)邊推進到孔底，待錨固劑固化一段時間后，該錨固系統(tǒng)即粘結(jié)在一起。錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置采用機架I作為支撐，采用鋼管2模擬圍巖，由錨桿7和錨固劑及鋼管2組成的錨固系統(tǒng)跟現(xiàn)場錨桿圍巖系統(tǒng)比較接近。采用環(huán)形油缸9給錨桿加壓，隨著壓力的緩慢均勻增加，錨桿和鋼管之間會產(chǎn)生明顯的相對位移，此時記錄加壓裝置數(shù)顯表上顯示的數(shù)據(jù)，這樣就能夠模擬真實的錨固錨桿拉拔實驗過程。在實驗室拉拔的過程中，可以解決現(xiàn)場難以實現(xiàn)的問題。在實驗室可以對錨固力的大小進行分析，通過研究不同型號的錨固劑錨固情況下錨固力的大小，指導(dǎo)現(xiàn)場錨桿拉拔力的設(shè)計。還可以在錨桿頂端安置錨桿錨固質(zhì)量無損檢測裝置，實現(xiàn)對錨桿不同錨固力下的無損檢測研究，這對于現(xiàn)場錨桿錨固質(zhì)量的無損檢測有非常重要的意義。
[0023]本實用新型的設(shè)備安裝步驟為:首先開挖一個基礎(chǔ)坑，向基礎(chǔ)坑內(nèi)澆灌混凝土，搗實干燥后通過地腳螺栓將機架的底板固定在地面上，將鋼管放置在夾板上，用螺栓固定緊鋼管。將樹脂錨固劑放入鋼管中，然后用錨桿將其慢慢推到無縫鋼管底部，用錨桿鉆機將錨桿邊旋轉(zhuǎn)邊推進到鋼管底部，錨桿會和鋼管錨固到一起，形成鋼管-錨桿系統(tǒng)，在錨桿外露端加擋板，環(huán)形油缸穿過錨桿，外端再用擋板擋住，最后用螺母固定緊即可，環(huán)形油缸通過高壓油管和手動泵連接在一起。安裝好以后，開始緩慢均勻操縱手動泵壓桿，直到錨桿滑動或桿體破壞為止，記錄實驗數(shù)據(jù)，檢測錨固力的大小，實現(xiàn)對錨固力的分析。在做錨桿錨固無損檢測時，將無損檢測裝置傳感器連接在錨桿頂端，通過油缸加壓，研究在不同錨固力下錨固體的波導(dǎo)特性，繪制不同錨固力下的檢測曲線，實現(xiàn)錨桿錨固力的無損檢測。
[0024]本實用新型裝置結(jié)構(gòu)新穎合理，是根據(jù)真實煤礦、隧道錨桿拉拔實驗?zāi)M出來的錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，它可以直觀系統(tǒng)的仿真煤礦、隧道等錨桿拉拔實驗過程，既有利于現(xiàn)場錨桿拉拔分析的研究，還有利于現(xiàn)場錨桿錨固質(zhì)量的無損檢測，同時可以根據(jù)實驗分析結(jié)果，指導(dǎo)現(xiàn)場錨固施工過程，防止工作現(xiàn)場頂板冒頂事故的發(fā)生，是錨桿錨固力測試裝置上的創(chuàng)新，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。
【權(quán)利要求】
1.一種錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，包括機架、鋼管、錨桿和環(huán)形油缸，其特征在于，機架(1)由支腿(5)、上框架(4)和下框架(11)構(gòu)成，4個支腿(5)分別焊接在水平的上框架(4)、下框架(11)的四角上，機架(1)的前部裝有油缸安裝板(6)，油缸安裝板(6)上裝有環(huán)形油缸(9)，上框架(4)上安裝有支座(10)，支座(10)上裝有手動泵和數(shù)顯表，下框架(11)上經(jīng)夾板(3)固定有鋼管(2)，錨桿(7) —端錨固在鋼管(2)內(nèi)，另一端穿過環(huán)形油缸(9)中心，錨桿(7)伸出環(huán)形油缸(9)的一端，由環(huán)形油缸(9)端部的擋板⑶固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，其特征在于，所述的支腿(5)為方鋼制成的600 X 60 X 60_的長方體，支腿(5)下部裝有用于穩(wěn)定的平板(13)，平板(13)經(jīng)地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，其特征在于，所述的上框架(4)、下框架(11)均為4根方鋼首尾垂直依次焊接在一起構(gòu)成的長方形，方鋼的尺寸為680 X 60 X 60mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，其特征在于，所述的夾板(3)有4個，內(nèi)表面為圓弧狀，和鋼管(2)的弧度相匹配，夾板(3)的4個角有螺栓孔，經(jīng)螺栓和螺母將鋼管(2)固定在下框架(11)的兩端和中間的橫梁(12)上，鋼管(2)為無縫鋼管，內(nèi)徑為28mm，長為2000mm，壁厚為3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，其特征在于，所述的油缸安裝板(6)的尺寸為200X200X10mm，通過角鋼固定安裝在機架⑴的前部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，其特征在于，所述的支座(10)的尺寸為750X20 0X 10mm，其上有固定孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，其特征在于，所述的擋板⑶直徑為70mm,厚為10mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，其特征在于，所述的環(huán)形油缸(9)、手動泵和數(shù)顯表構(gòu)成加壓裝置，環(huán)形油缸(9)的行程為60_，額定壓力為30T，內(nèi)徑為45mm，手動泵的尺寸為630X 175X 170mm，儲油量為0.7L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，其特征在于，所述的錨桿(7)直徑為20mm，長為2400mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨桿錨固力測試仿真綜合實驗裝置，其特征在于，所述的油缸安裝板(6)由水平的橫向部分和向上的斜向部分組成，橫向部分水平裝在下框架(11)前部，斜向部分一端裝在上框架(4)上，另一端與橫向部分連接在一起，構(gòu)成環(huán)形油缸(9)的固定支撐結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】G01N19/00GK203672537SQ201420046772
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】劉少偉, 張祥, 張輝, 李鑫濤, 樊克松, 孟偉峰, 師小永, 張鴻獻, 許莉莉 申請人:河南理工大學