[发明专利]模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置及方法

权利要求书

1.模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置，其特征在于：包括主框架、锚杆和两段钢管，所述主框架的顶部设有升降电机，所述升降电机通过绕线轮连接有冲击梁，所述冲击梁上设有两个立柱，两个所述立柱之间设有表面支护安装框架，所述表面支护安装框架内设有表面支护构件，所述锚杆通过锚固剂锚固于上下两段钢管内，所述上下两段钢管的背离端设有上法兰和下法兰，所述上法兰设在冲击梁上并与冲击梁之间设有压力传感器，所述表面支护构件上设有配重块，部分所述配重块承载在表面支护构件上，部分所述配重块承载在下法兰上，所述锚杆穿过表面支护构件和托盘并通过紧固螺母固定，所述紧固螺母与托盘之间设压力传感器，所述冲击梁上设有若干应变片，所述表面支护构件的下方和冲击梁上设有加速度传感器，所述冲击梁两侧的下方设有液压缓冲器，所述冲击梁中部的下方设有摄像头。

2.根据权利要求1所述的模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置，其特征在于：所述主框架两侧设有导向槽，所述冲击梁的两端滑动连接在导向槽内。

3.根据权利要求1所述的模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置，其特征在于：所述液压缓冲器处设有超声波探头。

4.根据权利要求1所述的模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置，其特征在于：所述应变片设有三个，分别设置在冲击梁的上、下表面1/4处和下表面1/2处。

5.根据权利要求1所述的模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置，其特征在于：还包括钢棒，所述钢棒通过螺栓连接在配重块的两侧。

6.根据权利要求1所述的模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置，其特征在于：所述锚杆的底部设有用于承托表面支护构件的托盘。

7.根据权利要求1所述的模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置，其特征在于：所述立柱的侧面呈三角形。

8.根据权利要求1-7任意一项所述模拟岩爆条件下巷道支护系统抗冲击特性测试装置的测试方法，其特征在于：包括如下步骤，

（1）先将锚杆用水泥砂浆或树脂类锚固剂锚固于分离式钢管内，再将钢管上端穿过冲击梁的中心孔和压力传感器，并用上法兰将钢管上端进行固定，然后根据拟模拟喷射岩体的质量安装好配重块，钢管下端穿过配重块的中心孔并用下法兰进行固定；

（2）将拟测试的铁丝网、钢丝网或喷射混凝土表面支护构件先固定在表面支护安装框架上，然后再将表面支护安装框架的两根立柱穿过冲击梁下端的两个安装孔并用螺栓固定，此时锚杆的外露端穿过表面支护构件，在锚杆的外露端上依次套上托盘、压力传感器和紧固螺母，然后再将加速度传感器安装在托盘下表面；

（3）根据所需冲击能量，启动升降电机将冲击梁连同安装好的钢管、配重块和表面支护安装框架提升至设定高度，待准备就绪后启动开关释放冲击梁，使冲击梁沿主框架的导轨自由落体，当冲击梁下落至液压缓冲器上时，液压缓冲器使冲击梁迅速减速至零，下段钢管和配重块的动量全部作用于锚杆和表面支护构件上，从而使锚杆在钢管非连续面处产生粘脱，同时表面支护构件发生向外突出，冲击全过程支护系统的位移采用摄像机进行记录，实时冲击力和加速度分别通过压力传感器和加速度传感器通过数据线传输至计算机系统。