本实用新型属于煤矿巷道支护技术领域，具体涉及一种锚杆或锚索抗腐蚀性试验装置及其试验方法。
背景技术：
目前，锚杆或锚索支护已成为煤矿巷道安全高效的主要支护方式，在我国煤矿巷道中得到大面积推广应用。锚杆或锚索支护是将锚杆或锚索锚固于煤岩体内，拧紧杆（索）尾螺母（锁具），对围岩施加预紧力，约束巷道围岩的变形离层、碎胀与滑移错动。研究锚杆或锚索支护过程承受轴向载荷与轴向变形性能，对深化锚杆或锚索支护机理研究，提高锚杆或锚索支护可靠性，保证矿山工程安全具有重要意义。
自20世纪90年代以来，锚杆或锚索支护以其显著地技术和经济优越性在巷道支护中获得了广泛的应用，弥补了过去支护的不足之处，有利于保证煤矿的安全生产。但在支护过程中，锚杆或锚索的工作特性必定要受到井下环境的影响，锚杆或锚索通过性状差异的地层，在地层和地下水中的腐蚀介质作用下，锚杆或锚索很容易发生腐蚀，造成其耐久性能和锚固性能严重降低。研究最适合锚杆或锚索工作的工作环境，并在井下采取相应措施使井下环境接近锚杆或锚索最适应的工作环境对于巷道支护具有重要的意义。研究酸碱性对于锚杆或锚索腐蚀的影响，解决好锚杆或锚索腐蚀问题，有利于改善井下锚杆或锚索的工作环境，保证锚杆或锚索的支护强度，提高支护效果，对于锚固技术的应用和发展有着重要的作用，从而保证煤矿的安全高效生产。
技术实现要素：
本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种锚杆或锚索抗腐蚀性试验装置及其试验方法，本实用新型可在试验室条件下对于不同腐蚀环境下锚杆或锚索锚固体的应力腐蚀机理、锚固机理、与围岩相互作用关系、应力分布规律、锚杆或锚索锚固体承载特性、锚杆或锚索锚固效果测试及观察锚杆或锚索锚固剂的使用效果和锚固力的特征等问题进行模拟研究。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：锚杆或锚索抗腐蚀性试验装置，包括试验箱1和设置在试验箱1内的锚固试验架3，锚杆或锚索锚固在锚固试验架3内；
试验箱1的前侧设置有用以进出锚固试验架3的绝缘隔热门12，绝缘隔热门12上部设置有透明玻璃窗30，试验箱1的箱体和绝缘隔热门12均采用隔热绝缘材料制成，试验箱1内的后侧部和底部均设置有U型结构的电热管7，试验箱1内的顶部设置有湿度调节喷雾器6，试验箱1内的右侧设置有腐蚀液注射孔2，试验箱1内的左侧设置有温度传感器16和湿度传感器31，试验箱1的右侧设置有操作控制台4，操作控制台4顶部设置有操作面板，操作控制台4的内部通过控制电缆分别与电热管7、湿度调节喷雾器6、温度传感器16和湿度传感器31连接。
锚固试验架3包括锚固试验面板5、底板13、前板17、后板18、左侧板32、右侧板21和四根全螺纹高强螺柱11，锚固试验面板5和底板13均水平设置，前板17、后板18、左侧板32和右侧板21均垂直设置，前板17和后板18的下侧边沿均固定连接在底板13上表面的前侧和后侧，前板17的前侧面和后板18的后侧面均固定设置有加强框架33，左侧板32和右侧板21通过螺栓组件19分别固定连接在左侧的两个加强框架33上和右侧的两个加强框架33上，底板13、前板17、后板18、左侧板32和右侧板21合围成顶部敞口的锚固料填充腔；两根全螺纹高强螺柱11位于前板17前部的左侧和右侧，另两根全螺纹高强螺柱11位于后板18后部的左侧和右侧，四根全螺纹高强螺柱11均垂直设置，四根全螺纹高强螺柱11的下端均固定在底板13上，四根全螺纹高强螺柱11对应穿过加强框架33并与加强框架33顶部通过紧固螺母34顶压连接，锚固试验面板5上的四角处开设有与四根全螺纹高强螺柱11对应的安装孔，四根全螺纹高强螺柱11上螺纹连接有分别与锚固试验面板5上表面和下表面压接配合的定位螺母9和垫圈10；锚固试验面板5上开设有若干个用于垂直穿入锚杆或锚索的锚固孔8。
底板13的底部设置有滑轮15，试验箱1内的底部沿前后方向设置有用于导向并支撑滑轮15前后滚动的导轨14。
锚固孔8在锚固试验面板5上设置有前后两排；前排有四个锚固孔8，相邻两个锚固孔8的间距为200mm，锚固孔8的直径为50mm±0.5mm；后排有五个锚固孔8，相邻两个锚固孔8的间距为200mm，锚固孔8的直径为32mm±0.5mm。
试验箱1前侧下部在绝缘隔热门12下方设置有前低后高倾斜设置的导向坡35，导向坡35的后侧边沿与试验箱1底部表面齐平。
采用上述技术方案，采用本实用新型进行试验的方法，包括以下步骤：
（一）将锚固试验架3从试验箱1内拉出，在试验箱1的外部在锚固试验架3内打入锚杆或锚索；
（二）将打入锚杆或锚索后的锚固试验架3底部的滑轮15沿导向坡35向上向后推动放置在导轨14上，向后推动锚固试验架3，滑轮15沿导轨14向后移动，锚固试验架3被推入到试验箱1内；
（三）将三根腐蚀液注入管通过腐蚀液注射孔2伸入到试验箱1内，将三根腐蚀液注入管与腐蚀液注射孔2之间的间隙密封，每根腐蚀液注入管的出口端均伸到锚固试验面板5下方的锚杆或锚索外侧，将三根腐蚀液注入管均固定到位后关上绝缘隔热门12；
（四）操控操作控制台4顶部的操作面板，启动电热管7对试验箱1内部进行加热，温度传感器16和湿度传感器31分别实时监测试验箱1内的温度和湿度，当试验箱1内的温度高于设定的温度，设定的温度为煤矿巷道内的温度，温度传感器16向操作控制台4发出信号，操作控制台4调整电热管7的加热功率使试验箱1内的温度保持稳定；当试验箱1内的湿度低于设定的湿度，设定的湿度为煤矿巷道内的湿度，湿度传感器31向操作控制台4发出信号，操作控制台4向湿度调节喷雾器6发出命令信号，湿度调节喷雾器6向试验箱1内喷水雾以调节湿度；与此同时，在试验箱1外部通过三根腐蚀液注入管向锚杆或锚索表面注入腐蚀液，通过三根腐蚀液注入管注入的腐蚀液分别为酸性液体、中性液体和碱性液体；
（五）每隔一段时间可通过透明玻璃窗30观察锚杆或锚索的腐蚀情况，并再次注入腐蚀液；
（六）试验30天、60天或90天后，操控操作控制台4顶部的操作面板，关闭电热管7，打开绝缘隔热门12，将锚固试验架3从试验箱1内拉出，使用锚杆拉拔计的分别对三根锚杆或锚索进行拉拔试验，通过拉拔试验检测三根锚杆或锚索在酸性、中性和碱性环境下收到腐蚀的大小，最终结果是在酸性环境中对锚杆的腐蚀性最强，碱性环境中次之，中性环境中腐蚀性最弱。
所述步骤（一）的具体过程为：首先是在底板13、前板17、后板18、左侧板32和右侧板21合围成顶部敞口的锚固料填充腔内装入配置好的相似材料，相似材料为煤矿巷道内的岩石按层状铺设，并将锚固料填充腔内的相似材料压实，使用锚杆或锚索机在锚固试验面板5上将锚杆或锚索通过锚固孔8向下打入到相似材料内部，并在锚杆或锚索的上端与锚固试验面板5的上表面之间锚固，模拟煤矿巷道内锚杆或锚索支护的锚固过程。
本实用新型通过在恒温恒湿环境的试验箱中的电热管对试验箱内部的空间进行恒温、变温以及恒湿控制，为了使试验效果更加接近现场环境，通过试验箱右侧的腐蚀液注射孔直接将各种腐蚀液注入锚杆或锚索与相似材料的环形间隙中，进行不同环境下的腐蚀试验。通过锚固试验架的四根全螺纹高强螺柱既能够实现根据实际试验条件，上下移动锚固试验面板到全螺纹高强螺柱的各个位置以及同时配合加装方便安装拆卸的固定高度规格的前板、后板、左侧板和右侧板，以达到可以灵活调节锚杆或锚索的锚固长度的目的；又能够做为一种安全可靠的为锚杆或锚索锚固和施加预紧力的刚性支撑结构，通过全螺纹高强螺柱上的螺纹，同步移动四个与全螺纹高强螺柱配合的定位螺母，保证锚杆或锚索能够被施加足够且精确的预紧力。可以用锚杆或锚索机通过锚固试验面板上的固定锚固孔往箱体内部打锚杆或锚索，模拟煤矿巷道锚杆或锚索支护的锚固过程，可检测锚固系统的力学特征变化和锚杆或锚索锚固的效果以及使锚固剂的数量得到优化，还可进行锚杆或锚索锚固力拉拔试验并可通过拉拔试验观察锚固剂与围岩的锚固界面、锚固剂与锚杆或锚索的锚固界面之间的特征变化以及观察锚杆或锚索锚固剂的使用效果和锚固力的特征。锚固孔的直径不同可以试验不同直径的锚杆或锚索。
本实用新型具有可方便控制调节腐蚀试验环境、与试验箱可方便配套的简易锚杆或锚索的锚固试验架、锚杆或锚索的锚固试验架锚固长度可调节、锚杆或锚索方便拆卸、重复使用以及可方便快捷进行多种基础试验等优点，降低试验成本，提高试验效率，克服了现有技术的缺陷，保证模拟质量和试验效果接近现场条件，提高对煤矿巷道在各种腐蚀环境下影响锚杆或锚索支护强度因素的研究水平，确保煤矿巷道支护安全可靠。
本实用新型的结构简单实用，新颖独特，可以直观系统的模拟锚杆或锚索在各种腐蚀环境下的应力腐蚀衰减过程，研究锚杆或锚索在巷道腐蚀环境下的影响因素及解决措施，还可通过锚杆或锚索腐蚀试验架仿真煤矿巷道锚杆或锚索支护的全过程，有利于现场锚杆或锚索支护锚固施工过程的研究，还有利于现场锚杆或锚索支护质量的检测，同时可以根据锚杆或锚索在各种腐蚀环境下的应力腐蚀衰减规律研究和模拟巷道锚杆或锚索的锚固过程，研究对于各种腐蚀环境下锚杆或锚索锚固机理、与围岩相互作用关系、应力分布规律、锚杆或锚索锚固体承载特性、锚杆或锚索锚固效果测试及观察锚杆或锚索锚固剂的使用效果和锚固力的特征分析等问题，分析各种腐蚀环境下影响锚杆或锚索支护强度的因素，防止工作现场由于腐蚀而造成锚杆或锚索失效，从而造成事故。
本实用新型的整个试验采用控制变量法，在同一种腐蚀环境下，采用不同温度、湿度的外界条件对腐蚀试验架上的锚杆或锚索进行拉拔力测试，测定其锚固力大小并记录结果；在相同温度、湿度的外界条件下，采用不同的腐蚀环境对锚固体进行腐蚀试验，然后对锚固试验架上的锚杆或锚索进行拉拔力测试，测定其锚固力大小，记录结果并与之前的结果进行对比，得出结论及提出相应防治措施。由此可以在试验室条件下对于不同腐蚀环境下锚杆或锚索的应力腐蚀机理、锚固机理、与围岩相互作用关系、应力分布规律、锚杆或锚索锚固体承载特性、锚杆或锚索锚固效果测试及观察锚杆或锚索锚固剂的使用效果和锚固力的特征等问题进行模拟研究以及试验室条件下模拟煤矿巷道锚杆或锚索支护的锚固过程和分析对于复杂条件下锚杆或锚索锚固机理、与围岩相互作用关系、应力分布规律、锚杆或锚索锚固体承载特性、锚杆或锚索锚固效果测试及锚杆或锚索的受力情况，检测锚杆或锚索机钻进的信息，锚固系统的力学特征变化以及还可使锚固剂的数量得到优化，可以重复进行锚杆或锚索锚固力拉拔试验并可通过拉拔试验观察锚固剂与围岩的锚固界面、锚固剂与锚杆或锚索的锚固界面之间的特征变化以及观察锚杆或锚索锚固剂的使用效果和锚固力的特征。同时对非现场条件下的巷道锚杆或锚索的应力腐蚀机理、腐蚀对锚固效果的影响因素、探索哪种腐蚀环境对锚杆或锚索支护强度的影响最大以及对锚杆或锚索腐蚀程度的实时监测提供简易平台进行，对于巷道锚杆或锚索支护的研究具有推动作用。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型中试验箱的立体结构示意图；
图3为本实用新型中锚固试验架的立体结构示意图。
具体实施方式
如图1-图3所示，本实用新型的锚杆或锚索抗腐蚀性试验装置，包括试验箱1和设置在试验箱1内的锚固试验架3，锚杆或锚索锚固在锚固试验架3内；
试验箱1的前侧设置有用以进出锚固试验架3的绝缘隔热门12，绝缘隔热门12上部设置有透明玻璃窗30，试验箱1的箱体和绝缘隔热门12均采用隔热绝缘材料制成，试验箱1内的后侧部和底部均设置有U型结构的电热管7，试验箱1内的顶部设置有湿度调节喷雾器6，试验箱1内的右侧设置有腐蚀液注射孔2，试验箱1内的左侧设置有温度传感器16和湿度传感器31，试验箱1的右侧设置有操作控制台4，操作控制台4顶部设置有操作面板，操作控制台4的内部通过控制电缆分别与电热管7、湿度调节喷雾器6、温度传感器16和湿度传感器31连接。
锚固试验架3包括锚固试验面板5、底板13、前板17、后板18、左侧板32、右侧板21和四根全螺纹高强螺柱11，锚固试验面板5和底板13均水平设置，前板17、后板18、左侧板32和右侧板21均垂直设置，前板17和后板18的下侧边沿均固定连接在底板13上表面的前侧和后侧，前板17的前侧面和后板18的后侧面均固定设置有加强框架33，左侧板32和右侧板21通过螺栓组件19分别固定连接在左侧的两个加强框架33上和右侧的两个加强框架33上，底板13、前板17、后板18、左侧板32和右侧板21合围成顶部敞口的锚固料填充腔；两根全螺纹高强螺柱11位于前板17前部的左侧和右侧，另两根全螺纹高强螺柱11位于后板18后部的左侧和右侧，四根全螺纹高强螺柱11均垂直设置，四根全螺纹高强螺柱11的下端均固定在底板13上，四根全螺纹高强螺柱11对应穿过加强框架33并与加强框架33顶部通过紧固螺母34顶压连接，锚固试验面板5上的四角处开设有与四根全螺纹高强螺柱11对应的安装孔，四根全螺纹高强螺柱11上螺纹连接有分别与锚固试验面板5上表面和下表面压接配合的定位螺母9和垫圈10；锚固试验面板5上开设有若干个用于垂直穿入锚杆或锚索的锚固孔8。
底板13的底部设置有滑轮15，试验箱1内的底部沿前后方向设置有用于导向并支撑滑轮15前后滚动的导轨14。
锚固孔8在锚固试验面板5上设置有前后两排；前排有四个锚固孔8，相邻两个锚固孔8的间距为200mm，锚固孔8的直径为50mm±0.5mm；后排有五个锚固孔8，相邻两个锚固孔8的间距为200mm，锚固孔8的直径为32mm±0.5mm。
采用锚杆或锚索抗腐蚀性试验装置进行试验的方法，包括以下步骤：
（一）将锚固试验架3从试验箱1内拉出，在试验箱1的外部在锚固试验架3内打入锚杆或锚索；
（二）将打入锚杆或锚索后的锚固试验架3底部的滑轮15沿导向坡35向上向后推动放置在导轨14上，向后推动锚固试验架3，滑轮15沿导轨14向后移动，锚固试验架3被推入到试验箱1内；
（三）将三根腐蚀液注入管通过腐蚀液注射孔2伸入到试验箱1内，将三根腐蚀液注入管与腐蚀液注射孔2之间的间隙密封，每根腐蚀液注入管的出口端均伸到锚固试验面板5下方的锚杆或锚索外侧，将三根腐蚀液注入管均固定到位后关上绝缘隔热门12；
（四）操控操作控制台4顶部的操作面板，启动电热管7对试验箱1内部进行加热，温度传感器16和湿度传感器31分别实时监测试验箱1内的温度和湿度，当试验箱1内的温度高于设定的温度，设定的温度为煤矿巷道内的温度，温度传感器16向操作控制台4发出信号，操作控制台4调整电热管7的加热功率使试验箱1内的温度保持稳定；当试验箱1内的湿度低于设定的湿度，设定的湿度为煤矿巷道内的湿度，湿度传感器31向操作控制台4发出信号，操作控制台4向湿度调节喷雾器6发出命令信号，湿度调节喷雾器6向试验箱1内喷水雾以调节湿度；与此同时，在试验箱1外部通过三根腐蚀液注入管向锚杆或锚索表面注入腐蚀液，通过三根腐蚀液注入管注入的腐蚀液分别为酸性液体、中性液体和碱性液体；
（五）每隔一段时间可通过透明玻璃窗30观察锚杆或锚索的腐蚀情况，并再次注入腐蚀液；
（六）试验30天、60天或90天后，操控操作控制台4顶部的操作面板，关闭电热管7，打开绝缘隔热门12，将锚固试验架3从试验箱1内拉出，使用锚杆拉拔计的分别对三根锚杆或锚索进行拉拔试验，通过拉拔试验检测三根锚杆或锚索在酸性、中性和碱性环境下收到腐蚀的大小，最终结果是在酸性环境中对锚杆的腐蚀性最强，碱性环境中次之，中性环境中腐蚀性最弱。
所述步骤一的具体过程为：首先是在底板13、前板17、后板18、左侧板32和右侧板21合围成顶部敞口的锚固料填充腔内装入配置好的相似材料，相似材料为煤矿巷道内的岩石按层状铺设，并将锚固料填充腔内的相似材料压实，使用锚杆或锚索机在锚固试验面板5上将锚杆或锚索通过锚固孔8向下打入到相似材料内部，并在锚杆或锚索的上端与锚固试验面板5的上表面之间锚固，模拟煤矿巷道内锚杆或锚索支护的锚固过程。
本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。