[实用新型]一种用于测试锚杆冲击载荷的试验台

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿山支护技术领域，尤其涉及一种用于测试锚杆冲击载荷的试验台。

背景技术

目前，锚杆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。锚杆支护是将锚杆锚固于煤岩体内，拧紧杆尾螺母，对围岩施加预应力，约束巷道围岩的变形离层、碎胀与滑移错动。

煤矿巷道围岩结构、岩层性质及应力条件非常复杂，大量处于采掘动压影响和地质构造影响范围内的巷道，围岩内部应力集聚到一定程度时突然释放，巷道围岩结构瞬时遭到破坏同时对巷道支护体造成冲击。在采用锚杆支护的此类具有冲击倾向的煤岩层巷道内，围岩瞬时破坏释放的能量，通过锚杆托盘和杆尾螺母沿轴向传递至锚杆杆体，使锚杆承受轴向冲载荷，杆体短时间内发生大变形，导致锚杆的承载力降低。研究锚杆支护过程承受冲击载荷时的力学性能，对深化锚杆支护机理研究、提高高应力冲击巷道锚杆支护可靠性和保证工程安全具有重要意义。

研究锚杆工作过程中承受冲击载荷时力学性能的方法主要有两大类：井下试验与实验室试验。

井下试验主要测试锚杆的轴向受力，只能反映锚杆在围岩变形过程中受到拉伸、弯曲、剪切等各种外力综合作用下形成的轴向应力或轴向载荷，无法测试围岩瞬时破坏释放能量时，锚杆承受的冲击载荷，也不能测试锚杆受到冲击载荷作用时的变形。此外，由于井下特殊的环境，一些先进的监测方法与仪器的应用也受到限制，而且能够监测的锚杆数量有限，代表性不足。

实验室试验目前主要进行锚杆杆体材料试件的冲击试验，虽然测试的数据准确，能够反映锚杆材料的抗冲击性能。但是，室内试验只根据试验标准，对锚杆加工的试件直接进行冲击试验，无法模拟实际支护状态的锚杆在围岩瞬时破坏释放能量时承受的冲击载荷和变形。

因此，针对以上不足，需要一种能够在实验室内模拟锚杆支护巷道围岩过程中，围岩瞬时破坏释放能量对锚杆施加冲击载荷的试验台。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于测试锚杆冲击载荷的试验台，该试验台使得能够在实验室内模拟锚杆支护巷道围岩过程中，围岩瞬时破坏释放能量对锚杆施加冲击载荷，并且准确有效地测试出锚杆承受的冲击载荷，而且可对锚杆在冲击载荷作用下的变形进行剖切观察。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于测试锚杆冲击载荷的试验台包括用于矿山支护的锚杆，该试验台还包括工作测试台、驱动装置、冲击装置和角度编码器，所述锚杆锚固于工作测试台的钻孔模型内，所述驱动装置用于驱动冲击装置，使所述冲击装置获得初始能量，所述冲击装置用于瞬时对锚杆施加沿其轴线方向的冲击载荷，所述角度编码器用于测试所述冲击装置的摆动角度。

其中，所述驱动装置包括电动机、电磁离合器、减速器、减速器滑座和减速器托箱，所述减速器通过减速器托箱安装于减速器滑座的导轨上，所述电动机安装于所述减速器的输入端，所述减速器的输出端通过电磁离合器与冲击装置连接，用于驱动所述冲击装置，使冲击装置获得初始能量。

其中，所述冲击装置包括摆锤、摆臂和摆锤滑座，所述摆锤滑座安装于所述钻孔模型上方的滑轨上，所述减速器的输出端转动穿设于摆锤滑座且与摆臂固定，用于摆升所述摆臂远离锚杆，所述摆臂上连接有摆锤，所述摆锤用于在摆动至最低点处时沿平行于锚杆轴线方向撞击所述冲击梁，以对所述锚杆施加沿其轴线方向的冲击载荷。

其中，所述摆锤通过所述减速器输出端上的角度编码器测试其摆动角度。

其中，所述摆锤的数量为两个，且两个所述摆锤分别通过摆臂位于摆锤滑座的两侧。

其中，所述锚杆的钻孔模型外露端通过托盘、螺母锁紧固定于冲击梁上，且所述冲击梁上还设有与摆锤对应设置的冲击砧块。

其中，还包括锁紧油缸、缓冲油缸，所述缓冲油缸沿平行于锚杆轴线的方向安装于摆锤滑座上，通过顶推摆锤滑座使摆锤滑座沿滑轨滑动，并带动减速器托箱沿导轨滑动，所述锁紧油缸沿垂直于锚杆轴线的方向安装于摆锤滑座上。

其中，所述锚杆一端通过锚固剂与钻孔模型的煤岩体物理模型孔壁粘结，锚杆的钻孔模型外露端通过托盘、螺母锁紧固定于冲击梁上。

(三)有益效果