[发明专利]一种煤矿巷道煤岩体锚固性能测试装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿开采技术领域，特别是涉及一种煤矿巷道煤岩体锚固性能测试装置及测量方法。

背景技术

随着预应力锚杆支护技术的不断改进和提高，锚固理论的不断发展和完善，以及新型高强度、超高强度锚杆材料的开发与研制，预应力锚杆已经广泛应用于水利、矿山、交通、建筑等多个领域的地下工程之中。

煤矿巷道锚杆支护设计前应进行地质力学评估，煤巷围岩地质力学评估的内容包括现场地质条件和生产条件调查、煤巷围岩物理力学性质测定、围岩结构观测、地应力测试和锚杆拉拔力试验。锚杆拉拔试验的目的是判定巷道围岩的可锚性，评价锚杆、树脂、围岩锚固系统的性能和锚杆的锚固力。围岩的可锚性试验是巷道进行锚杆支护设计的基础工作，也是判断软岩巷道或者进行瓦斯抽采的高瓦斯煤层巷道是否可采用锚杆支护的依据。特别是对于高预应力强力锚杆支护系统，围岩的可锚性是关系到锚杆支护是否成功的关键。所以，在锚杆支护设计前，必须进行煤岩体可锚性试验。

煤巷锚杆支护技术规范规定，拉拔试验主要通过对锚杆均匀逐级加载到锚杆滑动或者杆体破坏为止，由一人加载，一人记录完成。只能测出锚杆滑动或者破坏时的拉拔力，不能得到托盘等护表构件在煤壁的压入量和每个力学阶段的拉拔力与锚杆位移曲线，在进行锚杆支护设计时缺乏可靠的基础数据。

为了解决以上问题，本发明做了有益改进。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的一个要解决的技术问题是提供一种能够连续测量拉拔力和锚杆位移关系的煤矿巷道煤岩体锚固性能测试装置；本发明另外要解决的技术问题是还提供了采用该煤矿巷道煤岩体锚固性能测试装置的测量方法。

（二）技术方案

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种煤矿巷道煤岩体锚固性能测试装置，包括施力装置、测力计、第一位移传感器、第一锚杆和第二锚杆，所述第一锚杆和所述第二锚杆均锚固在煤矿巷道煤岩体上；

所述施力装置和所述测力计均设于所述第一锚杆上；所述施力装置用于对所述第一锚杆施加拉拔力；所述测力计用于检测所述施力装置对所述第一锚杆施加的拉拔力的大小；

所述第一位移传感器的一端固定在所述第一锚杆上，另一端固定在所述第二锚杆上，用于检测所述第一锚杆在所述施力装置施加的拉拔力作用下相对于所述第二锚杆产生的位移。

进一步，所述第一锚杆和所述第二锚杆均锚固在煤矿巷道同侧的煤岩体上。

进一步，所述施力装置和所述测力计均设于所述第一锚杆的露于煤岩体外的一端。

进一步，所述第一位移传感器的一端与所述第一锚杆之间的固定点位于所述第一锚杆的露于煤岩体外的一端；所述第一位移传感器的另一端与所述第二锚杆之间的固定点位于与所述第二锚杆的露于煤岩体外的一端固定连接并向所述第一锚杆方向延伸的伸缩杆上。

进一步，所述第一锚杆的露于煤岩体外的一端固定连接有第一延长杆，所述第一位移传感器的一端与所述第一锚杆之间的固定点位于与所述第一延长杆固定连接的接触板上；所述第二锚杆的露于煤岩体外的一端固定连接有第二延长杆，所述第二延长杆上连接有一个旋转接头，所述第一位移传感器的另一端与所述第二锚杆之间的固定点位于与所述旋转接头固定连接并向所述第一锚杆方向延伸的伸缩杆上。

进一步，还包括用于测量煤岩体表面压入量的第二位移传感器，所述第二位移传感器的一端固定在煤岩体表面压设的托板上，所述第二位移传感器的另一端固定在与所述第二锚杆相连接的横杆上。

进一步，还包括用于测量煤岩体表面压入量的第二位移传感器，所述第二位移传感器的一端固定在煤岩体表面压设的托板上，所述测力计为千斤顶，所述第二位移传感器的另一端固定在所述千斤顶的外壳上。

本发明的另一个技术主题是，一种煤矿巷道煤岩体锚固性能测量方法，包括如下步骤：

步骤101，将权利要求1至7任一所述的煤矿巷道煤岩体锚固性能测试装置置于煤矿巷道内，所述第一锚杆和所述第二锚杆均锚固在煤矿巷道煤岩体上且所述第一锚杆的锚入位置位于待测煤岩体的测量点；

步骤102，通过所述施力装置对所述第一锚杆逐步施加拉拔力；

步骤103，通过所述测力计记录所述施力装置对所述第一锚杆逐步施加拉拔力的大小；

步骤104，通过所述第一位移传感器记录所述第一锚杆在所述施力装置逐步施加的拉拔力作用下相对于所述第二锚杆产生的位移；

步骤105，根据所述测力计和所述第一位移传感器所记录的数值，得到拉拔力与锚杆位移关系曲线。