[实用新型]一种可测试含水条件下注浆锚索性能的拉拔实验装置

说明书

一种可测试含水条件下注浆锚索性能的拉拔实验装置，包括锚索拉拔机构，锚索拉拔机构包括钢筒组件，钢筒组件用于将锚索在钢筒内进行注浆固定；拉拔仪组件用于对在钢筒内注浆固定后的锚索进行拉拔实验；另外还包括卡座机构、上半加热筒、下半加热筒。使用时，可通过上半加热筒、下半加热筒对钢筒进行加热以模拟地热，同时可通过卡座机构上的冲击油缸、扭矩油缸分别对填充腔施加扭力、冲击力，从而模拟冲击地压。本实用新型可通过研究锚索与注浆围岩体的相互作用过程，分析不同载荷作用形式、不同围岩含水状况下锚索的应力、变形规律以及锚索结构参数对提高支护结构稳定性和承载能力的作用，得到不同围岩条件下最佳锚索支护参数和注浆时机。

技术领域

本实用新型涉及实验设备，特别是涉及一种可测试含水条件下注浆锚索性能的拉拔实验装置。

背景技术

“富煤、少气、缺油”的资源条件，决定了我国能源结构以煤炭为主。虽然近年来我国新型能源得到快速发展，但是由于我国长期能源结构以及人均日益消耗的增长，致使我国煤炭仍然占总能源的60％以上，且长时间内不会改变。为了满足日益增长的能源需求，我国在今后相当长时间内煤炭开采的任务十分艰巨，而且经过长期大规模地开发之后，开采条件较为优越的煤炭资源已接近枯竭，因此提高产量的出路在于开采那些赋存条件差、埋藏较深的煤炭资源，这就意味着今后采掘工作将在高地应力、围岩条件较差的环境中进行。随着今后开采深度的增大、开采条件的恶化，常规支护方式难以维护巷道稳定，深部软岩问题将会更加突出，在相当程度上影响了煤矿的安全生产。

同时，深部开采引起高地压、高地温、高岩溶水压和强烈的开采扰动已严重影响煤矿的正常生产，深部矿井受承压水威胁日益严重，突水类型变得更加复杂，水害问题将更加突出。深部矿井垂直应力明显增大，构造应力场复杂；开采深度增大导致地温越高，同时由于热胀冷缩、温度变化会引起地应力变化；地应力与地温同时升高，岩溶水压升高，矿井突水严重。此外，在高地应力作用下，开采扰动影响强烈，围岩破坏严重。

在高地应力和复杂环境下，煤岩体的变形特性发生了根本变化：由浅部的脆性向深部的塑性转化；煤岩体具有较强的时间效应，表现为明显的流变或蠕变；煤岩体的扩容现象突出，表现为大偏应力下煤岩体内部节理、裂隙、裂纹张开，出现新裂纹导致煤岩体积增大，扩容膨胀；而煤岩体变形的冲击性表现为变形不是连续的、逐渐变化的，而是突然剧烈增加。

目前主要采用高强度锚杆、锚索支护进行支护，在一般条件下其支护效果良好，综合效益显著。但在高地压破碎巷道中，出现了一系列问题：锚杆预应力过低，强度不足，抗冲击性能差，造成锚杆拉断或整体失效，甚至锚杆尾部被弹射出去等破坏现象；锚索直径小、强度低、延伸率低，与钻孔匹配性差，经常出现锚索被拉断或整体滑动；钢带强度和刚度小，容易撕裂和拉断，护顶效果差；特别地，当巷道顶板存在裂隙水且被锚索孔导通时淋水会比较严重。巷道顶板围岩强度和锚杆(索)锚固力在水的作用下大大降低，上述现象严重影响了巷道支护效果和安全程度。

而不同的地质条件具有不同的支护要求，而且同样的支护方式在不同地质条件下其支护强度也不一样，因此，根据井下实际情况进行锚索支护是十分必要的。而注浆锚索支护中注入的浆液以及锚索本身的力学性能是十分重要的设计参数，一般需要根据井下实际情况进行测试，并决定锚索的规格、注浆浆液的配方、施工工艺等。但是目前还没有专门用于还原注浆锚索实际应用场景的力学性能实验装置，因此，为实际的研究、设计带来了极大的不便。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可测试含水条件下注浆锚索性能的拉拔实验装置，其能够还原锚索的使用环境，并对锚索进行力学研究，从而为后期支护设计、研究提供基础数据。