一种实验室锚杆拉拔试验拉拔力-位移监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及实验室锚杆拉拔试验拉拔力-位移监测装置，可有效解决实验室进行锚杆拉拔试验费时费力、试验数据精度不高的问题，其解决的技术方案是，包括锚具、空心球形垫盘、压力传感器、穿心千斤顶、位移传感器、手动液压泵，穿心千斤顶穿过事先锚入钻孔内的锚杆上，穿心千斤顶上依次放置压力传感器、空心球形垫盘、锚具，将手动液压泵油管与穿心千斤顶连接，压力传感器与电脑连接，将位移传感器测头支座固定在压力传感器上，位移传感器固定在实验室地板上，再将位移传感器与电脑连接。本实用新型通过精密设备对数据的监测和处理，可以精确的监测锚杆在拉拔试验过程中拉拔力与位移之间的关系，是实验室锚杆拉拔试验装置上的一大创新。
【专利说明】
一种实验室锚杆拉拔试验拉拔力-位移监测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及煤矿领域，特别是一种实验室锚杆拉拔试验拉拔力-位移监测装置。
【背景技术】
[0002]锚杆以其工艺简单、支护及时并且能充分调动围岩自承能力的技术特点和成本低廉的经济特点，在地下工程中得到广泛运用，在煤矿巷道支护方面做了大量贡献，并成为巷道支护的重要技术手段。锚杆能够将锚固孔周围的软弱围岩悬挂在深部稳定的岩层中，主动承受上部荷载来有效阻碍锚固孔围岩的变形，提高巷道围岩的整体稳定性。锚杆的广泛应用前景都是建立在试验的基础上，对锚杆在锚固状态下进行拉拔试验，从而得出锚杆拉拔力随位移变化的规律，进而更好的监测锚固体的作用效果的变化情况。在煤矿生产中，由于锚杆作用在岩体内部，这给试验工作带来了困难，常用的研究手段就是在实验室进行拉拔试验，进行全真模拟锚杆在井下实际受力情况，进而来检测锚杆的实际锚固力，因为锚杆实际工作时所受的力来自于锚固端和托板之间岩层塑性变形和碎胀变形所产生的力，其受力状况完全相同于拉拔试验时的受力状况。因此，对于锚杆端部及加长锚固来说，拉拔试验就能反应出锚杆的实际锚固能力。随着煤矿开采逐步走向深井开采阶段，煤矿井下地质环境变得更加复杂，对巷道支护的要求也更加严格，因此需要对锚杆支护方面进行全面的研究，来更好面对煤矿巷道锚杆支护问题。目前实验室进行锚杆拉拔试验的装置不完善，在试验过程中仅仅监测拉拔力的变化，却很难精确地做到拉拔力与锚杆拉拔位移之间的关系，对锚杆的受力研究不够全面。因此，研制出一种实验室锚杆拉拔试验拉拔力一位移监测装置来对锚杆进行全面的试验研究势在必行。
【发明内容】
[0003]针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种实验室锚杆拉拔试验拉拔力一位移监测装置，可有效解决实验室内锚杆拉拔试验拉拔力一位移的精确监测问题。
[0004]本实用新型的解决方案是，包括锚具、空心球形垫盘、压力传感器、穿心千斤顶、位移传感器、手动液压栗，穿心千斤顶穿过事先锚入钻孔内的锚杆上，穿心千斤顶上依次放置压力传感器、空心球形垫盘、锚具，将手动液压栗油管与穿心千斤顶连接，将压力传感器与电脑连接，将位移传感器测头支座固定在压力传感器上，位移传感器固定在实验室地板上，再将位移传感器与电脑连接。
[0005]本实用新型结构简单，操作方便，有效解决了实验室锚杆拉拔试验拉拔力与位移的关系问题，通过精密仪器测量和电脑检测，保证了较高的测量精度，有利于更好的对锚杆的受力状态进行检测，为煤矿巷道锚杆支护提供更好的设计依据，是实验室锚杆拉拔试验装置上的创新。
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型结构正视图
[0007]图2为本实用新型结构空间立体图图
[0008]图3为本实用新型锚具空间立体图
【具体实施方式】
[0009]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0010]由图1-3给出，本实用新型包括锚具、空心球形垫盘、压力传感器、穿心千斤顶、位移传感器、手动液压栗，穿心千斤顶I穿过事先锚入钻孔的锚杆9，然后依次穿过锚杆9放置压力传感器2、空心球形垫盘3、锚具4，将手动液压栗油管16与穿心千斤顶I连接，压力传感器2通过第一线路14与电脑连接，将位移传感器测头支座7固定在压力传感器2上，位移传感器6固定在实验室地板上，并将位移传感器6通过第二线路15与电脑连接。
[0011]为了保证使用效果，所述的穿心液压千斤顶I最大伸缩量为60mm，满足实验室锚杆拉拔试验要求。
[0012]所述的锚具4由两个完全相同的部分组成，通过两侧的螺栓11、螺母12进行组合在一起，其中心孔与呈锥形环状的夹具10进行组合，组合后的锚具4呈空心圆柱状，其下端呈球面体，与空心球形垫盘3的球面凹槽匹配保证受力均衡，锚具4上端外直径80mm，上端内直径 32_，高 96_。
[0013]所述的位移传感器6，为拉绳位移传感器，最大量程为1.5米，试验时将位移传感器的钢丝绳13与锚杆保持平行，位移传感器的数据通过第二线路15输入到电脑端，并自动绘制位移变化曲线。
[0014]所述的压力传感器2，为穿心式压力传感器，传感器内部记录了标定值参数，可快速记录测量数据，并通过输出端第一线路14输送到电脑进行显示，精确度较高。
[0015]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
[0016]本实用新型的使用情况是，在实验室内采用相似模拟材料进行配制块体8，待块体8达到设计强度后，进行钻孔，钻孔达到设计深度后停止钻孔，放入锚固剂和锚杆9进行锚固；锚固完成后，将穿心液压千斤顶I穿过锚杆放置在块体8上，将千斤顶伸缩端朝上放置，然后压力传感器2、垫盘3锚具4依次穿过锚杆放置在穿心液压千斤顶上，将手动液压栗油管16与穿心千斤顶I连接;位移传感器的测头支座7通过磁力吸附作用固定在压力传感器2上，位移传感器6放置在实验室的地板上，并保证钢丝绳13与锚杆9平行，并将压力传感器2和位移传感器6分别与电脑进行连接。待以上装置连接完成后，通过手动液压栗5对穿心液压千斤顶I提供油压，此时液压千斤顶的伸缩端开始产生伸出量，挤压压力传感器2，与压力传感器2和位移传感器6连接的电脑同步记录了二者的数据，通过二者之间的数据处理，可以较为精确的绘制出锚杆在拉拔试验中的拉拔力一位移曲线。待第一次拉拔试验完成后，保存电脑上的数据，然后打开手动液压栗5的回油阀门，此时穿心千斤顶I中的液压油通过手动液压栗5的回油管返回手动液压栗5，穿心千斤顶I的伸缩端开始回缩卸压。同时可以根据试验的需要在穿心液压千斤顶I和试验块体8之间添加垫块弥补第一次拉拔试验的位移量，实施第二次的销杆拉拔试验。
[0017]本实用新型结构简单，操作方便，有效解决实验室进行锚杆的拉拔试验费时费力、试验数据精度不高的问题，通过试验过程中电脑对数据的监测和处理，可以较为精确的绘制出锚杆在拉拔试验过程中锚杆所受的拉拔力与位移之间的关系曲线，便于分析锚杆的受力状态。通过实验室得出的结果与煤矿巷道锚杆支护的实际情况对比分析，从而有利于解决巷道锚杆支护出现的问题，优化巷道支护方案，是实验室锚杆拉拔试验装置上的一大创新，具有良好的经济和社会效益。
【主权项】
1.一种实验室锚杆拉拔试验拉拔力-位移监测装置，包括锚具、空心球形垫盘、压力传感器、穿心千斤顶、位移传感器、手动液压栗，穿心千斤顶(I)穿过事先锚入钻孔的锚杆(9)，然后依次穿过锚杆(9)放置压力传感器(2)、空心圆形垫盘(3)、锚具(4)，将手动液压栗油管(16)与穿心千斤顶(I)连接，压力传感器(2)通过第一线路(14)与电脑连接，将位移传感器测头支座(7)固定在压力传感器(2)上，位移传感器(6)固定在实验室地板上，并将位移传感器(6)通过第二线路(15)与电脑连接。2.根据权利要求1所述的实验室锚杆拉拔试验拉拔力-位移监测装置，其特征在于，所述的穿心液压千斤顶(I)最大伸缩量为60mm。3.根据权利要求1所述的实验室锚杆拉拔试验拉拔力-位移监测装置，其特征在于，所述的锚具(4)由两个完全相同的部分通过两侧的螺栓(11)、螺母(12)进行组合在一起，其中心孔与呈锥形环状的夹具(10)进行组合，组合后的锚具4呈空心圆柱状，其上端外直径80mm，上端内直径32mm，高96mm，其下端呈球面体，与空心圆形垫盘3的球面凹槽匹配。4.根据权利要求1所述的实验室锚杆拉拔试验拉拔力-位移监测装置，其特征在于，所述的位移传感器(6)，为拉绳位移传感器，最大量程为1.5米。5.根据权利要求1所述的实验室锚杆拉拔试验拉拔力-位移监测装置，其特征在于，所述的压力传感器(2)，为穿心式压力传感器。
【文档编号】G01N3/10GK205449674SQ201521119177
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】张辉, 程利兴, 李梦珍
【申请人】河南理工大学