[发明专利]煤矿巷道帮部锚杆或锚索锚固模拟实验装置及其实验方法

权利要求书

1.煤矿巷道帮部锚杆或锚索锚固模拟实验装置，其特征在于：包括实验台、加压机构和模拟实验箱，实验台包括长方形框架、实验面板和四块支撑钢板，四块支撑钢板均垂直设置，四块支撑钢板合围成长方体结构，每块支撑钢板的两侧边底部开设有地脚孔，长方形框架固定在四块支撑钢板上边沿上，长方形框架呈水平设置，实验面板固定在长方形框架上且实验面板的尺寸与长方形框架的内框尺寸相同；

模拟实验箱固定在实验面板上表面，加压机构通过加压支架固定在实验面板上表面且位于模拟实验箱的上方；

模拟实验箱包括后挡板、位于左右两侧的两块侧钢板以及若干块位于前侧的前挡板，后挡板以及两块侧钢板均垂直固定在实验面板上，若干块前挡板上下并排设置，每块前挡板的左右两端分别通过第一螺栓连接在两块侧钢板的前侧边上；每块前挡板上设有两排锚固孔，其中左右相邻的两个锚固孔的间距均为200mm，第一排的锚固孔直径均为32mm±0.5mm，第二排的锚固孔直均为50mm±0.5mm。

2.根据权利要求1所述的煤矿巷道帮部锚杆或锚索锚固模拟实验装置，其特征在于：相邻的两块支撑钢板通过角钢固定连接，角钢通过第二螺栓固定在相邻两块支撑钢板的侧部。

3.根据权利要求2所述的煤矿巷道帮部锚杆或锚索锚固模拟实验装置，其特征在于：长方形框架的四个边框分别通过角钢连接在四块支撑钢板的上边沿上，角钢通过第三螺栓固定在长方形框架的边框和支撑钢板上边沿上。

4.根据权利要求3所述的煤矿巷道帮部锚杆或锚索锚固模拟实验装置，其特征在于：实验面板通过焊接的方式固定在长方形框架上。

5.根据权利要求4所述的煤矿巷道帮部锚杆或锚索锚固模拟实验装置，其特征在于：模拟实验箱位于加压支架内，加压支架包括若干块顶板和若干组龙门架，若干组龙门架前后并排设置，龙门架外形为门字形结构，龙门架包括左立柱、右立柱和水平框架，左立柱和右立柱垂直设置，左立柱的下端通过第四螺栓固定在实验面板上，左立柱与侧钢板的左侧相接触，右立柱的下端通过第五螺栓固定在实验面板上，右立柱与另一块侧钢板的右侧相接触，水平框架水平设置，水平框架通过第六螺栓固定在左立柱和右立柱上端；

若干块顶板通过第七螺栓固定在若干组龙门架的水平框架上；加压机构包括油缸组，油缸组包括若干个油缸，每个油缸的缸体端部固定在顶板下表面并穿设在水平框架内，每个油缸的活塞杆垂直向下设置并固定有压板，压板呈水平方向设置。

6.根据权利要求5所述的煤矿巷道帮部锚杆或锚索锚固模拟实验装置，其特征在于：每块前挡板上设有两个实验托板，两个实验托板分别位于两排锚固孔的下方，实验托板外形为角钢型，实验托板的一侧板垂直设置并通过第八螺栓固定在前挡板上，实验托板的另一侧板水平设置。

7.利用权利要求6所述的煤矿巷道帮部锚杆或锚索锚固模拟实验装置进行锚固模拟的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、对实验台进行安装：按照基础图，开挖基础坑，向基础坑内浇灌混凝土并对混凝土进行捣实，接着将实验台安放在混凝土上表面，保证实验台的实验面板水平后，在地脚孔内穿入地脚螺栓，通过地脚螺栓将四块支撑钢板固定在混凝土上；

（2）、浇灌混凝土15天后，调整实验台的实验面板至水平状态并保证实验台的支撑钢板与混凝土上表面紧密接触后，紧固地脚螺栓上的螺母，接着依次将模拟实验箱体和加压支架安装在实验台的实验面板上，然后把加压机构装配在加压支架顶部；

（3）、安装液压泵站，液压泵站分别通过高压油管与所有的油缸连接，启动液压泵站，油缸工作，控制油缸的活塞杆伸缩量至所有的压板处于同一水平面，停止液压泵站工作；

（4）、安装调试完毕后，把力学性质相似的材料按照一定比例放置在模拟实验箱内直到模拟实验箱被填满，其中每放置一部分材料要进行捣实压紧；

（5）、启动液压泵站，控制油缸的活塞杆伸缩，使得油缸组连接的所有压板压紧在模拟实验箱内的材料最上层；

（6）、启动锚杆机，穿过前挡板的锚固孔往模拟实验箱体内部打锚杆，模拟煤矿巷道帮部不同孔径不同排距锚杆支护的锚固过程，检测锚杆的锚固效果。

8.根据权利要求7所述的煤矿巷道帮部锚杆或锚索锚固模拟实验装置进行锚固模拟的实验方法，其特征在于：步骤（6）进行完毕后，利用锚杆拉拔计对锚杆进行锚固力拉拔实验，其中锚杆拉拔计安装在实验托板上。