[发明专利]一种多段式锚杆测力器件及使用方法

权利要求书

1.一种多段式锚杆测力器件及使用方法，其特征在于：测力器件形状为圆弧拱形，每个测力器件都有不一样的承压强度，位于锚杆螺母和围岩之间的方形钢板之间。多段式锚杆测力器件及使用方法主要包括以下几个步骤：

步骤一，在地面制备方形钢板及不同承压强度的测力力器件；

步骤二，在井下巷道支护区域需测定锚杆轴力的位置向围岩内钻锚杆眼并清洗钻眼；把树脂药卷、锚杆依次送入钻眼中，并用锚杆钻机旋转锚杆，搅拌树脂药卷，把锚杆锚固在钻眼中，露在钻眼外面的锚杆长度250mm-300mm。

步骤三，贴紧围岩安装方形钢板，然后安装第一测力器件。紧接着再安装方形钢板，然后安装第二测力器件，循环这个步骤，直到达到设计的测力器件个数。

步骤四，安装完最后一个测力器件和方形钢板后，在方形钢板上安装一个减摩擦垫圈，最后安装螺母，并用锚杆钻机拧紧螺母，对锚杆施加一个预紧力。

步骤五，安装完成之后，巷道变形，第一测力器件变形直至压平，将第一测力器件压平时刻和压力值记录下来。当巷道围压继续增大，第二测力器件变形直至压平，然后将第二测力器件压平时刻和压力值记录下来。按照这个顺序，将该锚杆上所有压平的测力器件数据记录下来。

步骤六、将记录下来的数据填到“时间为横轴，锚杆轴力值为纵轴”的坐标系中，利用多个测力器件数据制成曲线图。

2.根据权利要求1所述的一种多段式锚杆测力器件及使用方法，其特征在于：第一测力器件、第二测力器件…等测力器件承压强度由以下的公式确定，其中，Fq为锚杆的抗拉强度；Fy为施加在锚杆上的预紧力；n为根据是实际情况确定的测力器件个数，F₁为第一测力器件的设计承受强度；F₂为第二测力器件的设计承受强度；F_m为第m个测力器件的设计承受强度。

3.根据权利要求1所述的一种多段式锚杆测力器件及使用方法，其特征在于：所述的测力器件是通过特殊热处理和其厚度的变化，并通过压力机的多次标定，得到不同测力器件的承压强度。

4.根据权利要求1所述的一种多段式锚杆测力器件及使用方法，其特征在于：不同承压强度的测力器件除了厚度可以区分外，可在不同承压强度的测力器件上喷漆，同一标号承压强度的测力器件喷成同一颜色，在井下使用和观测时更加方便。

5.根据权利要求1所述的一种多段式锚杆测力器件及使用方法，其特征在于：所述的方形钢板的尺寸约为120mmx120mmx10mm。其强度要略大于最大测力器件的设计承受强度，确保在受压过程中方形钢板不会变形，而仅仅是测力器件变形。

6.根据权利要求1所述的一种多段式锚杆测力器件及使用方法，其特征在于：当巷道产生变形，锚杆轴力变大，超过某一测力器件的承压强度，该测力器件即产生变形，并在等压条件下该测力器件压平，该压力值即为测力器件的承压强度。

7.根据权利要求1所述的一种多段式锚杆测力器件及使用方法，其特征在于：在井下所观测到的压力值为间断式的，该压力值的间隔为等值的，通过提高测力器件数n，可减小该压力值的间隔值，提高精度，满足要求。

8.根据权利要求1所述的一种多段式锚杆测力器件及使用方法，其特征在于：利用多个测力器件数据制成曲线图，可分析巷道围岩压力的大小、巷道围岩变形的速度，并且可以利用所得的数据评价该处锚杆的支护参数。