[实用新型]一种可实现机械化安装的相似模拟实验测力锚杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种相似模拟实验锚杆，具体涉及一种可实现机械化安装的相似模拟实验测力锚杆。

背景技术

随着锚杆安装过程中机械化程度和工人操作水平提高，锚杆支护技术取得重大成功。锚杆支护成功与否需要合理的支护参数作为依据，物理相似模拟实验作为采矿工程学科重要研究手段，它能够模拟开采条件，为实践提供支护方案和参数优化，节约生产成本。但是，物理相似模拟实验中锚杆支护技术落后，归纳起来，存在以下几方面不足：(1)一般采用铁锤等质量和刚度大物体重复多次撞击锚杆尾部。与现场锚杆安装相比，实验室安装过程材料围岩应力状态受扰动次数多，围岩受损程度大，实验得出的锚杆间排距小、密度大，严重影响支护方案和参数的准确性，造成支护成本增加；(2)实验室安装过程中撞击锚杆尾部，杆体容易发生弯曲，需要返工，影响锚杆安装速度，不能保证相似模拟实验锚杆安装的时间相似性；(3)相似模拟实验锚杆安装后预紧力靠安装人员经验进行施加，应力相似性不能准确满足；(4)在锚杆安装施加载荷时，铁锤质量大容易误伤操作人员，对人员人身安全构成威胁，诸多类似危险源的无法确保实验人员安全。

因此，物理相似模拟实验过程中锚杆安装问题亟待解决。本实用新型采用一种新型测力锚杆，并借助多功能电钻可实现实验室锚杆安装过程机械化和实验结果准确度提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提高相似模拟实验中巷道、隧道、挡土墙等锚杆安装的速度和成功率，提供一种可实现机械化安装的相似模拟实验测力锚杆。

为实现上述目的，本实用新型公开了如下技术方案：

一种可实现机械化安装的相似模拟实验测力锚杆，包括四部分，由上至下依次为破岩部、锚杆主体、固定部及夹持部：

破岩部为刻有圆锥螺纹的锥体，用于破坏岩体；

锚杆主体为表面光滑圆柱体；

固定部通过圆柱螺纹由上至下依次固定有锚杆测力环、托板、垫圈及螺母，其中，锚杆测力环安装在固定部前端与实验相似材料界面之间，锚杆测力环连接计算机的多路压力监测系统；

夹持部连接多功能电钻，夹持部被多功能电钻夹持的部分设有被削平的扁槽以防止打滑。

作为一种优选方案，该测力锚杆的材质为钢制材料，以满足实验中对相似模拟材料实施破坏的刚度要求及锚固相似材料的强度需求。

作为一种优选方案，所述破岩部长度为6-8mm。

作为一种优选方案，所述夹持部长度为6mm。

作为一种优选方案，所述固定部长度为8-10mm。

本实用新型公开的一种可实现机械化安装的相似模拟实验测力锚杆，与现有技术相比，可借助多功能电钻实现实验室锚杆安装过程的机械化，锚杆安装后预紧力实现了可控，满足了相似模拟实验过程中应力相似原则，极大提到实验结果准确度。

附图说明

图1是可实现机械化安装的相似模拟实验测力锚杆主视图，

图2是测力锚杆夹持部主视图，

图3是测力锚杆夹持部左视图，

图4是测力锚杆夹持部俯视图，

图5是一个实施例的平面图，

附图标记说明：

1-破岩部；2-锚杆主体；3-固定部；4-夹持部；5-锚杆测力环；6-托板；7-垫圈；8-螺母；9-多路压力监测系统；10-多功能电钻；11-电源；12-模型架；13-老底；14-直接底；15-煤层；16-直接顶；17-基本顶；l-实用新型长度；l₁-破岩部长度；l₂-锚杆主体长度；l₃-固定部长度；l₄-夹持部长度；d-实用新型直径；b-截面宽度。

具体实施方式

下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步描述。

请参见图1。本实用新型可实现物理模拟实验中锚杆的机械化安装。本实用新型公开的一种可实现机械化安装的相似模拟实验测力锚杆，包括四部分，由上至下依次为破岩部1、锚杆主体2、固定部3及夹持部4：

破岩部1为刻有圆锥螺纹的锥体，作用有两点：一方面利于破岩，另一方面有利于将破坏后相似模拟材料碎屑从锚杆端部向后排出；

锚杆主体2为表面光滑圆柱体，端锚式锚杆对相似材料的约束力主要是托锚力，因此，锚杆主体2对锚杆锚固能力影响至关重要，产生的托锚力可以对锚入的材料实现单向加载。