一種實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力-位移監(jiān)測裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力-位移監(jiān)測裝置，可有效解決實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行錨桿拉拔試驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、試驗(yàn)數(shù)據(jù)精度不高的問題，其解決的技術(shù)方案是，包括錨具、空心球形墊盤、壓力傳感器、穿心千斤頂、位移傳感器、手動(dòng)液壓泵，穿心千斤頂穿過事先錨入鉆孔內(nèi)的錨桿上，穿心千斤頂上依次放置壓力傳感器、空心球形墊盤、錨具，將手動(dòng)液壓泵油管與穿心千斤頂連接，壓力傳感器與電腦連接，將位移傳感器測頭支座固定在壓力傳感器上，位移傳感器固定在實(shí)驗(yàn)室地板上，再將位移傳感器與電腦連接。本實(shí)用新型通過精密設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)測和處理，可以精確的監(jiān)測錨桿在拉拔試驗(yàn)過程中拉拔力與位移之間的關(guān)系，是實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)裝置上的一大創(chuàng)新。
【專利說明】
一種實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力-位移監(jiān)測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及煤礦領(lǐng)域，特別是一種實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力-位移監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]錨桿以其工藝簡單、支護(hù)及時(shí)并且能充分調(diào)動(dòng)圍巖自承能力的技術(shù)特點(diǎn)和成本低廉的經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，在地下工程中得到廣泛運(yùn)用，在煤礦巷道支護(hù)方面做了大量貢獻(xiàn)，并成為巷道支護(hù)的重要技術(shù)手段。錨桿能夠?qū)㈠^固孔周圍的軟弱圍巖懸掛在深部穩(wěn)定的巖層中，主動(dòng)承受上部荷載來有效阻礙錨固孔圍巖的變形，提高巷道圍巖的整體穩(wěn)定性。錨桿的廣泛應(yīng)用前景都是建立在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)錨桿在錨固狀態(tài)下進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，從而得出錨桿拉拔力隨位移變化的規(guī)律，進(jìn)而更好的監(jiān)測錨固體的作用效果的變化情況。在煤礦生產(chǎn)中，由于錨桿作用在巖體內(nèi)部，這給試驗(yàn)工作帶來了困難，常用的研究手段就是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，進(jìn)行全真模擬錨桿在井下實(shí)際受力情況，進(jìn)而來檢測錨桿的實(shí)際錨固力，因?yàn)殄^桿實(shí)際工作時(shí)所受的力來自于錨固端和托板之間巖層塑性變形和碎脹變形所產(chǎn)生的力，其受力狀況完全相同于拉拔試驗(yàn)時(shí)的受力狀況。因此，對(duì)于錨桿端部及加長錨固來說，拉拔試驗(yàn)就能反應(yīng)出錨桿的實(shí)際錨固能力。隨著煤礦開采逐步走向深井開采階段，煤礦井下地質(zhì)環(huán)境變得更加復(fù)雜，對(duì)巷道支護(hù)的要求也更加嚴(yán)格，因此需要對(duì)錨桿支護(hù)方面進(jìn)行全面的研究，來更好面對(duì)煤礦巷道錨桿支護(hù)問題。目前實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行錨桿拉拔試驗(yàn)的裝置不完善，在試驗(yàn)過程中僅僅監(jiān)測拉拔力的變化，卻很難精確地做到拉拔力與錨桿拉拔位移之間的關(guān)系，對(duì)錨桿的受力研究不夠全面。因此，研制出一種實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力一位移監(jiān)測裝置來對(duì)錨桿進(jìn)行全面的試驗(yàn)研究勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述情況，為解決現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實(shí)用新型之目的就是提供一種實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力一位移監(jiān)測裝置，可有效解決實(shí)驗(yàn)室內(nèi)錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力一位移的精確監(jiān)測問題。
[0004]本實(shí)用新型的解決方案是，包括錨具、空心球形墊盤、壓力傳感器、穿心千斤頂、位移傳感器、手動(dòng)液壓栗，穿心千斤頂穿過事先錨入鉆孔內(nèi)的錨桿上，穿心千斤頂上依次放置壓力傳感器、空心球形墊盤、錨具，將手動(dòng)液壓栗油管與穿心千斤頂連接，將壓力傳感器與電腦連接，將位移傳感器測頭支座固定在壓力傳感器上，位移傳感器固定在實(shí)驗(yàn)室地板上，再將位移傳感器與電腦連接。
[0005]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，有效解決了實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力與位移的關(guān)系問題，通過精密儀器測量和電腦檢測，保證了較高的測量精度，有利于更好的對(duì)錨桿的受力狀態(tài)進(jìn)行檢測，為煤礦巷道錨桿支護(hù)提供更好的設(shè)計(jì)依據(jù)，是實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)裝置上的創(chuàng)新。
【附圖說明】
[0006]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)正視圖
[0007]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)空間立體圖圖
[0008]圖3為本實(shí)用新型錨具空間立體圖
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0010]由圖1-3給出，本實(shí)用新型包括錨具、空心球形墊盤、壓力傳感器、穿心千斤頂、位移傳感器、手動(dòng)液壓栗，穿心千斤頂I穿過事先錨入鉆孔的錨桿9，然后依次穿過錨桿9放置壓力傳感器2、空心球形墊盤3、錨具4，將手動(dòng)液壓栗油管16與穿心千斤頂I連接，壓力傳感器2通過第一線路14與電腦連接，將位移傳感器測頭支座7固定在壓力傳感器2上，位移傳感器6固定在實(shí)驗(yàn)室地板上，并將位移傳感器6通過第二線路15與電腦連接。
[0011]為了保證使用效果，所述的穿心液壓千斤頂I最大伸縮量為60mm，滿足實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)要求。
[0012]所述的錨具4由兩個(gè)完全相同的部分組成，通過兩側(cè)的螺栓11、螺母12進(jìn)行組合在一起，其中心孔與呈錐形環(huán)狀的夾具10進(jìn)行組合，組合后的錨具4呈空心圓柱狀，其下端呈球面體，與空心球形墊盤3的球面凹槽匹配保證受力均衡，錨具4上端外直徑80mm，上端內(nèi)直徑 32_，高 96_。
[0013]所述的位移傳感器6，為拉繩位移傳感器，最大量程為1.5米，試驗(yàn)時(shí)將位移傳感器的鋼絲繩13與錨桿保持平行，位移傳感器的數(shù)據(jù)通過第二線路15輸入到電腦端，并自動(dòng)繪制位移變化曲線。
[0014]所述的壓力傳感器2，為穿心式壓力傳感器，傳感器內(nèi)部記錄了標(biāo)定值參數(shù)，可快速記錄測量數(shù)據(jù)，并通過輸出端第一線路14輸送到電腦進(jìn)行顯示，精確度較高。
[0015]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0016]本實(shí)用新型的使用情況是，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用相似模擬材料進(jìn)行配制塊體8，待塊體8達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行鉆孔，鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后停止鉆孔，放入錨固劑和錨桿9進(jìn)行錨固；錨固完成后，將穿心液壓千斤頂I穿過錨桿放置在塊體8上，將千斤頂伸縮端朝上放置，然后壓力傳感器2、墊盤3錨具4依次穿過錨桿放置在穿心液壓千斤頂上，將手動(dòng)液壓栗油管16與穿心千斤頂I連接;位移傳感器的測頭支座7通過磁力吸附作用固定在壓力傳感器2上，位移傳感器6放置在實(shí)驗(yàn)室的地板上，并保證鋼絲繩13與錨桿9平行，并將壓力傳感器2和位移傳感器6分別與電腦進(jìn)行連接。待以上裝置連接完成后，通過手動(dòng)液壓栗5對(duì)穿心液壓千斤頂I提供油壓，此時(shí)液壓千斤頂?shù)纳炜s端開始產(chǎn)生伸出量，擠壓壓力傳感器2，與壓力傳感器2和位移傳感器6連接的電腦同步記錄了二者的數(shù)據(jù)，通過二者之間的數(shù)據(jù)處理，可以較為精確的繪制出錨桿在拉拔試驗(yàn)中的拉拔力一位移曲線。待第一次拉拔試驗(yàn)完成后，保存電腦上的數(shù)據(jù)，然后打開手動(dòng)液壓栗5的回油閥門，此時(shí)穿心千斤頂I中的液壓油通過手動(dòng)液壓栗5的回油管返回手動(dòng)液壓栗5，穿心千斤頂I的伸縮端開始回縮卸壓。同時(shí)可以根據(jù)試驗(yàn)的需要在穿心液壓千斤頂I和試驗(yàn)塊體8之間添加墊塊彌補(bǔ)第一次拉拔試驗(yàn)的位移量，實(shí)施第二次的銷桿拉拔試驗(yàn)。
[0017]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，有效解決實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行錨桿的拉拔試驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、試驗(yàn)數(shù)據(jù)精度不高的問題，通過試驗(yàn)過程中電腦對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)測和處理，可以較為精確的繪制出錨桿在拉拔試驗(yàn)過程中錨桿所受的拉拔力與位移之間的關(guān)系曲線，便于分析錨桿的受力狀態(tài)。通過實(shí)驗(yàn)室得出的結(jié)果與煤礦巷道錨桿支護(hù)的實(shí)際情況對(duì)比分析，從而有利于解決巷道錨桿支護(hù)出現(xiàn)的問題，優(yōu)化巷道支護(hù)方案，是實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)裝置上的一大創(chuàng)新，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力-位移監(jiān)測裝置，包括錨具、空心球形墊盤、壓力傳感器、穿心千斤頂、位移傳感器、手動(dòng)液壓栗，穿心千斤頂(I)穿過事先錨入鉆孔的錨桿(9)，然后依次穿過錨桿(9)放置壓力傳感器(2)、空心圓形墊盤(3)、錨具(4)，將手動(dòng)液壓栗油管(16)與穿心千斤頂(I)連接，壓力傳感器(2)通過第一線路(14)與電腦連接，將位移傳感器測頭支座(7)固定在壓力傳感器(2)上，位移傳感器(6)固定在實(shí)驗(yàn)室地板上，并將位移傳感器(6)通過第二線路(15)與電腦連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力-位移監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的穿心液壓千斤頂(I)最大伸縮量為60mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力-位移監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的錨具(4)由兩個(gè)完全相同的部分通過兩側(cè)的螺栓(11)、螺母(12)進(jìn)行組合在一起，其中心孔與呈錐形環(huán)狀的夾具(10)進(jìn)行組合，組合后的錨具4呈空心圓柱狀，其上端外直徑80mm，上端內(nèi)直徑32mm，高96mm，其下端呈球面體，與空心圓形墊盤3的球面凹槽匹配。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力-位移監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的位移傳感器(6)，為拉繩位移傳感器，最大量程為1.5米。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)室錨桿拉拔試驗(yàn)拉拔力-位移監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的壓力傳感器(2)，為穿心式壓力傳感器。
【文檔編號(hào)】G01N3/10GK205449674SQ201521119177
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】張輝, 程利興, 李夢珍
【申請(qǐng)人】河南理工大學(xué)