一种用于高地压软岩巷道的支护试验装置的制作方法

1.本发明涉及巷道支护技术领域，具体的说是一种用于高地压软岩巷道的支护试验装置。


背景技术：

2.随着煤炭需求量不断增加和巷道支护技术日益发展，国内许多矿井都陆续进入深部资源开采。淮北、淮南、兖州、徐州、新汶等矿区开拓深度已达800m，部分矿井正在向900～1000m水平延伸，有的矿井甚至超过1000m。矿井进入深部开采后，巷道围岩呈现出地应力加大，岩层胶结性差、松散破碎、具有明显膨胀性、流变变形等软岩特征。尽管浅部巷道支护技术日臻完善，但应用到深部时出现很多问题，矿压显现加剧、帮部变形量大、底鼓严重等。国内外学者针对大断面、高地压软岩巷道围岩稳定性控制进行了大量研究，并取得一定成果，对于支护方式及支护参数往往是重点考虑对象，而对断面形状优化及后期支护效果常常考虑不足，这就导致支护结构抗侧压能力很低，控制帮底变形效果极差。虽然有关巷道断面形状研究工作较为丰富，但断面形状对围岩稳定性的影响程度及断面形状的合理选择仍需进一步探讨分析。
3.对此发明人认为，研究此类巷道支护中支护装置的受力数据是十分必要的，通过支护的受力分布、变化规律等数据的研究，可以为后续的支护、开采设计等提供有利的支持。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明设计了一种用于高地压软岩巷道的支护试验装置，包括支架、探测组件，其中：
5.所述支架包括两根竖向支杆，两根竖向支杆的顶部、底部分别与顶部支杆、底部支杆装配，第一卡箍、第二卡箍分别套装并卡紧在竖向支杆与顶部支杆搭接装配处、竖向支杆与底部支杆搭接装配处，从而实将两根竖向支杆、顶部支杆、底部支杆装配为完整的支架；每个支架之间通过连接杆连接、装配为一体；两根竖向支杆、顶部支杆、底部支杆上分别安装有探测组件；
6.所述探测组件包括探测腔、受力板、气罐、保压罐内、阀芯、弹簧、第一管头、第二管头、第一过油孔、第二过油孔和内阀腔，其中探测腔内充填预设阈值的液压油。
7.较优的，测试前使得受力板压紧在巷道的内壁上，对气罐充入能够使阀芯保持弹起状态的气压，从而使得保压阀处于将第一管头、第二管头断开的状态。
8.较优的，测试时，当探测腔内的油压低于预设区间值，保压腔内的气压回推动阀芯向第二管头移动直到保压活塞不再密封第一管头处，此时第一管头第二管头通过第一过油孔、第二过油孔、内阀腔连通，保压罐内的液压油进入探测腔内以补充油压，一旦保压罐的油压和探测腔的油压相等后，在弹簧的作用下，阀芯复位，然后等待下一次补压。
9.本发明具有以下技术效果：
10.1.本发明直接利用冲击地压施加在探测腔内，从而转换为油压变化，然后通过探测油压变化就能推算冲击地压值。这种设计能够相对全面地探测支护时巷道截面对支架各处施加的压力，以为后续的支护设计、巷道截面设计、开采设计、现场施工、矿压研究等提供相对准确的参考。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些示例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为一种用于高地压软岩巷道的支护试验装置结构示意图。
具体实施方式
13.下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
15.一种用于高地压软岩巷道的支护试验装置，如图1所示，包括支架、探测组件，其中：
16.所述支架包括两根竖向支杆，两根竖向支杆的顶部、底部分别与顶部支杆、底部支杆装配，第一卡箍、第二卡箍分别套装并卡紧在竖向支杆与顶部支杆搭接装配处、竖向支杆与底部支杆搭接装配处，从而实将两根竖向支杆、顶部支杆、底部支杆装配为完整的支架；每个支架之间通过连接杆连接、装配为一体；两根竖向支杆、顶部支杆、底部支杆上分别安装有探测组件；
17.所述探测组件包括探测腔、受力板、气罐、保压罐内、阀芯、弹簧、第一管头、第二管头、第一过油孔、第二过油孔和内阀腔，其中探测腔内充填预设阈值的液压油。
18.较优的，测试前使得受力板压紧在巷道的内壁上，对气罐充入能够使阀芯保持弹起状态的气压，从而使得保压阀处于将第一管头、第二管头断开的状态。
19.较优的，测试时，当探测腔内的油压低于预设区间值，保压腔内的气压回推动阀芯向第二管头移动直到保压活塞不再密封第一管头处，此时第一管头第二管头通过第一过油孔、第二过油孔、内阀腔连通，保压罐内的液压油进入探测腔内以补充油压，一旦保压罐的油压和探测腔的油压相等后，在弹簧的作用下，阀芯复位，然后等待下一次补压。
20.直接利用冲击地压施加在探测腔内，从而转换为油压变化，然后通过探测油压变化就能推算冲击地压值。这种设计能够相对全面地探测支护时巷道截面对支架各处施加的压力，以为后续的支护设计、巷道截面设计、开采设计、现场施工、矿压研究等提供相对准确的参考。
21.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在
不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
22.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。


技术特征：
1.一种用于高地压软岩巷道的支护试验装置，包括支架、探测组件，其中：所述支架包括两根竖向支杆，两根竖向支杆的顶部、底部分别与顶部支杆、底部支杆装配，第一卡箍、第二卡箍分别套装并卡紧在竖向支杆与顶部支杆搭接装配处、竖向支杆与底部支杆搭接装配处，从而实将两根竖向支杆、顶部支杆、底部支杆装配为完整的支架；每个支架之间通过连接杆连接、装配为一体；两根竖向支杆、顶部支杆、底部支杆上分别安装有探测组件；所述探测组件包括探测腔、受力板、气罐、保压罐内、阀芯、弹簧、第一管头、第二管头、第一过油孔、第二过油孔和内阀腔，其中探测腔内充填预设阈值的液压油。2.根据权利要求1所述的支护试验装置，其特征在于，测试前使得受力板压紧在巷道的内壁上，对气罐充入能够使阀芯保持弹起状态的气压，从而使得保压阀处于将第一管头、第二管头断开的状态。3.根据权利要求1或2所述的支护试验装置，其特征在于，测试时，当探测腔内的油压低于预设区间值，保压腔内的气压回推动阀芯向第二管头移动直到保压活塞不再密封第一管头处，此时第一管头第二管头通过第一过油孔、第二过油孔、内阀腔连通，保压罐内的液压油进入探测腔内以补充油压，一旦保压罐的油压和探测腔的油压相等后，在弹簧的作用下，阀芯复位，然后等待下一次补压。

技术总结
本发明涉及巷道支护技术领域，具体的说是一种用于高地压软岩巷道的支护试验装置，包括支架、探测组件，其中支架包括两根竖向支杆，两根竖向支杆的顶部、底部分别与顶部支杆、底部支杆装配，第一卡箍、第二卡箍分别套装并卡紧在竖向支杆与顶部支杆搭接装配处、竖向支杆与底部支杆搭接装配处，从而实将两根竖向支杆、顶部支杆、底部支杆装配为完整的支架；每个支架之间通过连接杆连接、装配为一体；两根竖向支杆、顶部支杆、底部支杆上分别安装有探测组件；探测组件包括探测腔、受力板、气罐、保压罐内、阀芯、弹簧、第一管头、第二管头、第一过油孔、第二过油孔和内阀腔，其中探测腔内充填预设阈值的液压油。本发明直接利用冲击地压施加在探测腔内，从而转换为油压变化，然后通过探测油压变化就能推算冲击地压值，能够相对全面地探测支护时巷道截面对支架各处施加的压力。地探测支护时巷道截面对支架各处施加的压力。地探测支护时巷道截面对支架各处施加的压力。


技术研发人员：张勇 陈柳 朱建 陈佩园
受保护的技术使用者：淮北矿业股份有限公司
技术研发日：2022.02.14
技术公布日：2022/6/1