动静组合载荷下巷道支护体力学模拟试验系统及其方法与制作流程
仿真培训系统介绍
建新公司煤矿安全技术可视化仿真培训系统简介
该培训系统主要是针对煤矿岗位作业设计的多媒体教学课件,利用文字解说、图形图像、影音视频、二三维动画、虚拟仿真等形式,将复杂枯燥的煤矿作业通过图文并茂,视听结合,虚拟互动的方式生动的表现出来,对于煤矿职工培训具有简单易学、活泼灵活的作用。
我公司共开设了采掘机司机、井下电钳工、安全仪器检测工、瓦斯抽采工、主通风机司机等24个煤矿工种的仿真培训。
本培训系统的主要特点有以下三点:1.强大的仿真模拟实操功能
形象仿真模拟井下环境,模拟设备布置、巷道走向;模拟作业现场综采综掘、机电运输等井下各类主要设备的实景操作。
比如采煤机按顺序启动开机正常行进割煤,往返操作的模拟实景在课堂上就可以直观显示出来,让员工在课堂能感受到井下环境,如身临其境。
2.详细的设备结构虚拟展示
利用虚拟仿真技术实现了对煤矿井下大型采掘设备、机电运输设备、通风除尘设备、各类小型仪器仪表进行立体化的三维分解展示,可以直观了解井下专用设备的构造原理,零部件装成,并进行拆解和组装,让员工生动地清楚地掌握主要设备的工作原理和构造原理。
3.实用的即学即考系统
每节课培训结束后,学员可以在考试系统里直接上机考核,考试如同现场操作,灵活生动,能加深学员的培训效果,更快地掌握实际操作技能。
巷道系统建模实验总结
巷道系统建模实验总结巷道系统建模实验总结引言:巷道系统是指在地下或者地上建造的一种通道结构,主要用于交通、矿山和建筑工程等方面。
为了更好地了解巷道系统的运行规律和优化设计方法,我们进行了一系列的建模实验。
本文将对这些实验进行总结,旨在提供指导意义,使我们能够更好地理解和应用巷道系统建模。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过建立巷道系统的数学模型,分析巷道系统的运行特点与规律。
通过实验,我们希望能够了解巷道系统的瓶颈、优化建设与运维方案等问题,为巷道系统的设计和管理提供科学依据。
二、实验内容本次实验主要分为以下几个环节:1. 数据收集与分析:收集巷道系统相关的数据,包括巷道长度、宽度、流量、里程数等。
通过对数据进行分析,找出巷道系统的特征及其潜在问题。
2. 建立数学模型:根据收集到的数据,建立巷道系统的数学模型,包括巷道流动模型、交通分配模型等。
数学模型的建立是实验的关键环节,它直接影响到实验结果的准确性。
3. 仿真实验:根据建立的数学模型,进行巷道系统的仿真实验。
通过对不同方案的模拟仿真,评估巷道系统的运行效果与问题,并提出优化建议。
4. 结果分析与报告撰写:对实验结果进行分析和对比,总结巷道系统的运行特点与问题,并撰写实验报告。
三、实验结果与分析本次实验的主要结果如下:1. 瓶颈分析:通过分析巷道系统的数据和仿真结果,找出了巷道系统的瓶颈,包括设备故障、交通拥堵、人员安全等问题。
针对这些问题,我们提出了相应的解决方案,如增加设备维护频率、优化交通调度等。
2. 优化建设与运维方案:通过对不同建设方案和运维方案的仿真实验,评估了巷道系统的运行效果。
在优化建设方面,我们发现在设计阶段增加应急通道和分流通道可以有效减少交通拥堵; 在运维方面,增加巡视频率、加强设备维护等措施可以提高系统的稳定性和可靠性。
3. 指导意义:本次实验的最终目的是为巷道系统的设计和管理提供指导意义。
通过实验,我们可以更好地了解巷道系统的运行规律和问题,并提出优化建议。
025_巷道开挖支护的仿真模拟
2006年用户年会论文巷道开挖支护的仿真模拟毕向阳沈阳航空工业学院,110034[ 摘要 ] 巷道的开挖和支护是原始结构不断移去“旧”材料和添加“新”材料的一个动态的过程,利用ANSYS的单元生死技术,可有效地实现开挖和支护过程的模拟。
本文将巷道视为平面应变问题来处理,模拟了巷道的开挖及分别采用混凝土衬砌支护和锚杆支护的过程,得到了一些有用的结论。
[ 关键词]巷道支护 ANSYS 模拟Simulation of Excavating and Timbering of a TunnelBi Xiangyang, 110034Shenyang Institute of Aeronautical Engineering[ Abstract ] Excavating and timbering of a tunnel is a dynamic process of removing old material and adding new material from or to original structure, using the element death andbirth technology provided in ANSYS, the process of excavation and timbering can besimulated effectively. In this paper, tunnel is treated as plane strain problem, theprocess of excavation and timbering with concrete lining or anchors are simulatedrespectively, and some useful conclusions are drawn.[ Keyword ] Tunnel Timbering ANSYS Simulation1前言地下工程是在地下开挖的各种隧道、洞室的统称。
动压条件下巷道的设计与支护
动压条件下巷道的设计与支护摘要:本文旨在研究动压条件下的巷道设计与支护。
研究重点建立在对动态拉力的一般认识以及较为先进的三维数学模型上,以确定巷道的稳定性。
研究表明,巷道支护应该考虑支护材料的构造,如块石、钢筋和支撑墙,以及环境条件,如渗水、冻融循环等,以便更好地提高设计的安全与可靠性。
关键词:动压条件,巷道设计,支护,三维数学模型,支护材料,环境条件正文:在开采过程中,煤矿的巷道需要完成允许的凿掘和采空区的必要的支护,以确保安全和可靠地运行。
在煤矿开采过程中,动压条件是一种特殊的巷道支护形式,既要保证巷道结构稳定,又要抵御开采带来的围岩压力,以保障其安全稳定。
在开采过程中,煤矿巷道支护要考虑动压条件,以便最大限度地提高安全性。
针对动压条件,巷道支护必须考虑支护材料的构造、外部环境条件以及动态拉力。
首先,支护材料的构造应满足巷道的维护要求,用以减少开采对围岩的影响。
根据支护材料的种类,通常采用块石、钢筋和支撑墙等方法来确定巷道的设计及支护结构。
此外,外部环境条件,如渗水、冻融循环等,也会影响巷道的支护设计。
此外,巷道的支护需要将动态拉力也考虑在内。
为了准确预测巷道在动压条件下的变形行为,应建立一个三维数学模型,以确定巷道的稳定性。
该模型将考虑围岩变形的影响,特别是考虑动态拉力的数量和方向。
综上所述,在设计巷道支护时,应考虑动压条件,考虑支护材料的构造、环境条件以及动态拉力,建立起一个三维数学模型,可以有效提高设计的安全与可靠性。
本文分析了如何在动压条件下进行煤矿巷道支护设计,可指导了煤矿巷道安全可持续性的设计。
在巷道支护设计中,支护材料应考虑其结构特性,以确保巷道安全可靠。
一般来说,块石、钢筋和支撑墙都可用于动压条件下的巷道支护设计,块石支护可分为垂直和水平两种布置方式,水平块石支护法是一种常用的方法,可以有效阻止开采时小体积巷道对围岩所造成的压力。
其次,此外,钢筋支护也被广泛应用于煤矿巷道支护设计,可以增强巷道结构的刚度。
动及动静组合载荷下煤岩组合体中煤的力学特性试验方法[发明专利]
专利名称:动及动静组合载荷下煤岩组合体中煤的力学特性试验方法
专利类型:发明专利
发明人:刘学生,宁建国,谭云亮,顾清恒,王军,卜腾腾,徐强
申请号:CN201710468457.9
申请日:20170620
公开号:CN107314933A
公开日:
20171103
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种动及动静组合载荷下煤岩组合体中煤的力学特性试验方法,用现有的煤岩组合体试件,从不容易压碎的岩石下手,利用SHPB试验装置,再通过粘贴应变片的方法对煤岩组合体加载试验,根据煤试件两端面处的应力得出煤的应力,根据煤岩组合体中岩石的应变反推获得动载作用下煤岩组合体中煤的应变变化情况。
本发明不但得到煤在一定围岩环境下的力学特性,还能更好的指导现场工程实践,对揭示工程煤体的真实破坏机制具有重大指导意义。
申请人:山东科技大学
地址:266590 山东省青岛市经济技术开发区前湾港路579号山东科技大学
国籍:CN
代理机构:济南金迪知识产权代理有限公司
代理人:段毅凡
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巷道支护演练总结汇报材料
巷道支护演练总结汇报材料巷道支护是工程施工中的一个重要环节,对保障施工的安全和顺利进行具有重要意义。
为了提高施工人员的技术水平和应急处置能力,同时加强对巷道支护工作的认识和落实,我们组织了一次巷道支护演练。
本次演练的目标是使参与人员能够熟悉巷道支护工作的操作流程和掌握相关技能,提高应对突发事件的能力,并进一步发现和解决巷道支护工作中可能存在的问题。
演练活动主要分为三个阶段:准备工作、实际操作和总结交流。
在准备工作中,我们首先进行了充分的计划和组织。
通过调查了解施工现场的具体情况,制定了详细的演练方案,并确定了所需的设备和人员。
同时,我们也对演练过程中可能遇到的突发情况进行了充分的预案制定,以确保演练过程的安全和顺利进行。
在实际操作中,我们按照演练方案进行了模拟施工工作。
参与人员分工明确,各司其职,有条不紊地展开了工作。
第一步是巷道的清理工作,包括将垃圾和杂物清理干净,确保施工环境的整洁。
接着,我们进行了巷道的支撑施工,按照要求安装了支护材料和设备,确保巷道的稳固和安全性。
在整个操作过程中,我们高度重视了安全措施的落实,并对每个步骤进行了详细讲解和演示,确保所有参与人员都能够正确掌握相关技能。
在总结交流中,我们对整个演练过程进行了回顾和总结。
首先,我们对各个环节的操作进行了评估和分析,发现了一些不足和问题。
例如,在清理工作中,有些参与人员对垃圾分类不够细致,导致垃圾处理不当;在支撑施工中,有些参与人员在操作上存在一些不规范的现象。
针对这些问题,我们进行了讨论,并制定了改进措施和提高方案。
通过本次演练,我们取得了一定的效果。
参与人员的操作技能得到了有效的提高,对巷道支护工程的认知也得到了加深。
同时,演练活动也让大家更加重视和理解了施工安全的重要性,提高了应对突发事件的能力。
然而,我们也要意识到,巷道支护工作是一个复杂而细致的工程,需要不断的学习和实践。
在今后的工作中,我们应该进一步加强巷道支护的技术培训,提高参与人员的专业素养和操作能力。
深部巷道支护系统模拟研究
深部巷道支护系统模拟研究1. 引言1.1 研究背景深部巷道支护系统模拟研究的研究背景主要包括以下几方面:一是随着矿山深度的不断加深,巷道支护系统的安全性和稳定性成为亟待解决的问题。
传统的支护方法在面对深部巷道工程时往往效果不佳,容易出现支护失效的情况。
二是巷道工程所面临的地质条件复杂多变,地应力、岩层结构、岩石力学特性等因素对支护系统影响较大,需要通过模拟研究来分析其影响规律。
三是现代科学技术的发展为深部巷道支护系统的模拟研究提供了便利条件,采用数值模拟方法可以较为全面地研究支护系统的优化设计和防灾减灾措施。
基于以上背景,本研究拟通过深部巷道支护系统模拟研究,探讨支护系统的优化设计策略,以期提高深部巷道工程的安全性和可靠性。
1.2 研究意义深部巷道支护系统的研究意义主要体现在以下几个方面:深部巷道的开挖与支护是工程建设中一个非常关键的环节。
随着国内外矿山资源开采深度的逐渐增加,深部巷道的开挖施工难度不断增加,对支护系统的要求也越来越高。
对深部巷道支护系统进行模拟研究,可以为工程实践提供重要的技术支撑。
深部巷道支护系统的合理设计可以大大降低工程施工风险,保障人员安全和工程质量。
通过模拟研究,可以深入了解不同条件下支护系统的受力情况和变形规律,帮助工程设计人员进行合理的支护方案设计。
深部巷道支护系统的模拟研究对于推动我国矿山建设技术的进步具有积极意义。
通过探索和研究不同类型巷道支护系统的性能,可以为国内相关领域的研究提供参考和借鉴,有助于推动相关技术的创新和发展。
深部巷道支护系统模拟研究具有重要的理论意义和实践价值,可以为相关领域的技术研究和工程实践提供重要支持。
开展深部巷道支护系统模拟研究具有重要的意义和价值。
1.3 研究目的研究目的主要包括以下几个方面:通过模拟研究可以深入了解深部巷道支护系统的工作原理和效果,为工程实践提供理论基础和技术支持。
通过对深部巷道支护系统的模拟分析,可以评估支护系统在不同工况下的稳定性和安全性,为工程设计和施工提供参考依据。
深部巷道支护系统模拟研究
深部巷道支护系统模拟研究深部巷道支护是指对深部巷道进行支护和加固,以保障巷道稳定和安全的工程措施。
随着矿山深部开发的不断推进,深部巷道支护系统的研究和模拟研究也变得日益重要。
本文将对深部巷道支护系统模拟研究进行探讨,分析其在矿山和隧道工程中的重要性和应用前景。
一、深部巷道支护的重要性深部巷道支护是指在矿山、隧道和地下工程中,为了保障开采和工程施工安全、有效地解决岩体变形和破坏问题,采取的有针对性的技术措施。
深部巷道支护工程在矿山和隧道施工中起到了非常重要的作用,可以减小地应力分布,控制岩体变形,延缓和降低岩体破裂断裂引起的事故,改善巷道周围的岩体稳定性,确保巷道的正常使用。
目前深部巷道支护系统的模拟研究已经成为了矿山和隧道工程领域的重要研究内容。
深部巷道支护系统模拟研究在以下方面具有重要的意义:1. 提高施工效率:通过模拟研究,可以在实际开挖前对巷道支护系统进行优化设计,提高支护工程的施工效率。
2. 降低工程风险:模拟研究可以充分考虑到不同岩体特性和地质条件下的变形和破裂规律,减小巷道开挖过程中的岩体破坏风险,保障工程施工安全。
3. 增强工程可靠性:通过模拟研究,可以及时发现并解决巷道支护系统的设计缺陷,提高工程的可靠性和稳定性。
4. 促进技术创新:通过模拟研究,可以不断探索和优化深部巷道支护系统的新技术和新方法,促进技术创新,提高工程施工水平。
深部巷道支护系统的模拟研究内容主要包括以下几个方面:1. 全场数值模拟:通过有限元分析等数值模拟方法,模拟矿山巷道开挖过程中的地应力分布、岩体变形和破裂规律,评估巷道周围岩体的稳定性,并进行支护结构的合理设计。
2. 岩体力学特性模拟:通过试验室物理模型试验和数值模拟研究,探索不同岩体力学参数对巷道支护系统影响的规律,提高对巷道岩体特性的理解和把握。
3. 支护结构模拟:对不同类型的支护结构进行数值模拟分析,比较不同支护结构在不同地质条件下的适用性和经济性,确定最佳的支护措施。
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本技术公开了一种动静组合载荷下巷道支护体力学模拟试验系统及其方法,该系统包括相似材料铺设系统、液压加载系统、动力系统、监测系统和控制系统,所述相似材料铺设系统包括连接支架、铺设台和预留锚杆模型,所述连接支架内部放置有所述铺设台,所述铺设台上设置有煤岩类似层,所述煤岩类似层由依次分层铺放的煤岩类似材料构成,所述煤岩类似层的中部位置处设有所述预留锚杆模型。
本技术实现了对煤岩类似层同时施加大小可调的静载荷和动载荷,使得巷道围岩和支护体受力与现场实际受力情况一致,从而使试验结果更加准确。
同时,本技术操作简单、稳定可靠,对深部矿山、隧道等的支护设计等具有重大意义。
权利要求书1.一种动静组合载荷下巷道支护体力学模拟试验系统,其特征在于,它包括相似材料铺设系统、液压加载系统、动力系统、监测系统和控制系统,所述相似材料铺设系统包括一个至少由底板和两立板组成的试验槽,试验槽内部放置有铺设台,铺设台上设置有煤岩类似层,煤岩类似层由依次分层铺放的煤岩类似材料构成,在煤岩类似层的中部位置处设有预留锚杆模型;在试验槽两立板上方焊接有顶梁,液压加载系统固定在顶梁上;所述预留锚杆模型包括一个由底板、顶板和两个立板组成的作为模拟巷道的模型支架;模型支架的左立板、右立板和顶板上均设有多组退位槽,退位槽的一端开口;顶板上间隔设有多组锚杆或锚索组,左立板和右立板上间隔设有多排锚杆,锚杆或锚索穿透左立板、右立板和顶板以及相应的退位槽后用锁具固紧;在模型支架的左右内侧面以及顶部下表面分别通过插接式设有左夹紧板、右夹紧板和顶夹紧板,锚杆或锚索固紧以后的露出端伸进夹紧板中;露出端伸进夹紧板中是为了防止锚索或锚杆在退位槽中移动;所述液压加载系统包括静载液压油缸、动载冲击油缸和侧向压力机构,静载液压油缸和动载冲击油缸交错固定顶梁的下表面;侧向压力机构设置在煤岩类似层的左右两侧,且用于对所述煤岩类似层的左右两侧施加载荷;所述动力系统与所述液压加载系统相连接,且用于为所述液压加载系统提供动力;所述监测系统用于对所述模拟巷道受力及变形进行监测;所述控制系统分别与所述液压加载系统、动力系统和监测系统相连接。
2.如权利要求1所述的动静组合载荷下巷道支护体力学模拟试验系统,其特征在于,所述的顶夹紧板、左夹紧板和右夹紧板分别用多组夹紧螺柱和多组夹紧螺纹销顶紧在顶板、左立板和右立板上。
3.如权利要求1所述的动静组合载荷下巷道支护体力学模拟试验系统,其特征在于,所述侧向压力机构包括推进液压油缸、加力板、推进板、反力弹簧和压力板,所述推进液压油缸的两端分别与加力板和一侧试验槽的立板相连接,加力板的内侧自上而下设有多个滑槽,每个滑槽内设有推进板,压力板对称设置在所述煤岩类似层的左右两侧,反力弹簧外面套上弹簧套筒后连接在推进板和压力板之间,要求反力弹簧的刚度随着所述加力板的高度下降而依次递增,在压力板的外侧还设有反力板。
4.如权利要求1所述的动静组合载荷下巷道支护体力学模拟试验系统,其特征在于,所述监测系统包括相互连接的信号处理器和信号采集器,所述信号采集器分别经信号传输线与锚杆锚索测力传感器、应变片、围岩应力计和顶板离层仪相连接,所述锚杆锚索测力传感器用于监测锚杆锚索组的压力变化;所述应变片用于监测所述模拟巷道顶板受力下沉;所述围岩应力计用于监测所述模拟巷道左右两侧的煤岩类似层应力变化;所述顶板离层仪用于监测所述模拟巷道顶部的煤岩类似层离层变化。
5.如权利要求1所述的动静组合载荷下巷道支护体力学模拟试验系统,其特征在于,所述控制系统包括电脑主机、伺服控制器和显示器,所述液压油泵与所述伺服控制器相连接,所述伺服控制器与电脑主机相连接,所述电脑主机还分别与所述显示器和所述信号处理器相连接。
6.如权利要求1所述的动静组合载荷下巷道支护体力学模拟试验系统,其特征在于,在模型支架的内侧壁上部对称地设有两个第一凹形限位槽,模型支架的底壁设有第二凹形限位槽,顶夹紧板的下表面设有第三凹形限位槽,顶夹紧板的左右两端分别卡设在两个第一凹形限位槽中,左夹紧板的上端卡设在第三凹形限位槽的一侧侧壁处,其下端卡设在第二凹形限位槽的一侧侧壁处,右夹紧板的上端卡设在第三凹形限位槽的另一侧侧壁处,其下端卡设在第二凹形限位槽的另一侧侧壁处。
7.如权利要求1所述的动静组合载荷下巷道支护体力学模拟试验系统,其特征在于,试验槽前后均设有挡板,前挡板为透明材质。
8.一种如权利要求1-7任一所述的动静组合载荷下巷道支护体力学模拟试验系统的试验方法,其特征在于,其包括以下步骤:第一步、设计预留锚杆模型,具体包括:按照相似比支护参数,将锚杆锚索组插入退位槽,并旋入锁具,然后,利用夹紧螺柱和夹紧螺纹销的配合,使顶夹紧板、左夹紧板、右夹紧板和模型支架发生挤压,并压紧锁具;第二步、将煤岩类似层铺设在铺设台上;具体包括:将煤岩类似材料按照巷道具体地质情况分层布置在铺设台上,当煤岩类似材料铺设到预设巷道底板时,将根据相似比缩小的预留锚杆模型放入,然后继续完成煤岩类似材料铺设;第三步、待煤岩类似层干燥后,分别拆下模型支架、顶夹紧板、左夹紧板和右夹紧板,并安装前后挡板和监测系统;具体包括:第3.1步、退下左右两侧的夹紧螺纹销,将左夹紧板和右夹紧板向中间挪动从锚杆固紧露出端脱落,再利用顶夹紧板的第三凹形限位槽和模型支架的第二凹形限位槽向前退出左夹紧板和右夹紧板;第3.2步、退下顶夹紧板处的夹紧螺纹销,将顶夹紧板向下挪动从锚杆或锚索固紧露出端脱落,再利用模型支架的第一凹形限位槽向前退出顶夹紧板;接着,利用退位槽向前退出模型支架整体;第3.3步:等拆除模型支架、顶夹紧板、左夹紧板和右夹紧板后,在试验槽上装上前后挡板,防止煤岩类似层加载过程中垮塌,最后给锁具施加预紧力,同时安装刚性支护体和监测系统;第四步、设定静载输出值,通过伺服控制器控制静载液压油缸和推进液压油缸对铺设的煤岩类似层施加垂直压力和侧向压力,要求侧向压力分布按式(1)计算:σh=Kσv (1)式中,σh为侧向压力;K为侧压系数;σv为垂直压力;第五步、设定动载荷输出值,通过伺服控制器控制动载荷液压油缸对铺设的煤岩类似层施加动载载荷,并对预留锚杆模型的力学性能进行监测和记录。
技术说明书动静组合载荷下巷道支护体力学模拟试验系统及其方法技术领域本技术涉及巷道支护体力学试验系统技术领域,尤其涉及一种动静组合载荷下巷道支护体力学试验系统及其使用方法。
背景技术我国煤炭资源埋深在1000m以下的储量为2.95万亿t,约占煤炭资源总量的53%,深部煤层必将成为我国煤炭开采的主战场。
据不完全统计,我国已有超过50对矿井进入千米以下开采,在采掘过程中,尽管采用了更大的支护强度,但片帮、冒顶等事故以及冲击地压等动力灾害仍明显增多,严重制约着深部煤炭资源安全高效开采。
实践表明,进入深部开采后,井下动载扰动现象增多、动载荷明显增大,巷道中各支护结构实际处于初始静载荷和动载扰动的耦合作用下(即动静组合加载),导致其表现出与浅部明显不同的力学特性。
因此,有必要开展动静组合载荷下巷道支护体力学响应研究,为深部矿山工程支护设计及评价等提供科学依据。
现有的巷道支护体力学特性测试技术多是对锚杆(索)及其它支护体在受纯静载或纯动载作用下力学响应的测试,无法同时对支护体施加静载荷和动载荷,不能获得其在动静组合载荷作用下的力学响应,而现场工程中,巷道支护体在受到动载扰动前已承受一定静载荷,因此现有测试结果难以为现场提供准确依据。
而且,现有的巷道支护相似材料模拟试验架多是对铺设模型施加单一的垂直载荷或在垂直载荷的基础上加以等值侧向载荷,模拟巷道所处围岩状态,难以实现水平应力随开采深度增加而变大的应力分布规律,而在现场工程中,水平应力对巷道(特别是深埋巷道)围岩稳定性影响较大,因此现有相似材料试验结果存在明显的局限性。
另外,现有相似材料模拟试验中对巷道及其锚杆(索) 支护体系的模拟,主要是待铺设材料凝固后在开挖(或提前预留)的巷道内布设锚杆(索)。
由于模拟巷道空间窄,锚杆(索)布设困难,费时费力,针对这个问题,技术专利CN103527231B公开了一种巷道支护试验用相似模拟模型的制备方法,通过带有巷道形状的钢模板得到带有巷道形状及锚杆(索)相似材料件的块体,并将块体放在相似材料模拟架上,完成相似材料铺设工作,解决了相似材料模拟巷道中铺设锚杆(索)困难的问题,但由于干燥后得到的带有巷道的块体不能与后期铺设的相似材料完全均匀凝固在一起,提前破坏了巷道围岩的完整性,导致试验结果与实际有偏差。
因此,有必要对现有试验装备和技术进行改进和发展,以实现巷道支护体在动静组合载荷下力学响应的准确试验测试,从而为现场工程提供准确依据。
技术内容本技术主要是解决现有技术中所存在的技术问题,从而提供一种实验结果准确可靠、且动静载荷可调的动静组合载荷下巷道支护体力学试验系统及其使用方法。
为达到上述目的,本技术采取以下技术方案:一种动静组合载荷下巷道支护体力学模拟试验系统,其包括相似材料铺设系统、液压加载系统、动力系统、监测系统和控制系统,所述相似材料铺设系统包括一个至少由底板和两立板组成的试验槽,试验槽内部放置有铺设台,铺设台上设置有煤岩类似层,煤岩类似层由依次分层铺放的煤岩类似材料构成,在煤岩类似层的中部位置处设有预留锚杆模型;在试验槽两立板上方焊接有顶梁,液压加载系统固定在顶梁上;所述预留锚杆模型包括一个由底板、顶板和两个立板组成的作为模拟巷道的模型支架;模型支架的左立板、右立板和顶板上均设有多组退位槽,退位槽的一端开口;顶板上间隔设有多组锚杆或锚索组,左立板和右立板上间隔设有多排锚杆,锚杆或锚索穿透左立板、右立板和顶板以及相应的退位槽后用锁具固紧;在模型支架的左右内侧面以及顶部下表面分别通过插接式设有左夹紧板、右夹紧板和顶夹紧板,锚杆或锚索固紧以后的露出端伸进夹紧板中;露出端伸进夹紧板中是为了防止锚索或锚杆在退位槽中移动。
所述液压加载系统包括静载液压油缸、动载冲击油缸和侧向压力机构,静载液压油缸和动载冲击油缸交错固定顶梁的下表面;侧向压力机构设置在煤岩类似层的左右两侧,且用于对所述煤岩类似层的左右两侧施加载荷;所述动力系统与所述液压加载系统相连接,且用于为所述液压加载系统提供动力;所述监测系统用于对所述模拟巷道受力及变形进行监测;所述控制系统分别与所述液压加载系统、动力系统和监测系统相连接。
为了便于顶夹紧板、左夹紧板和右夹紧板与模型支架的固定,顶夹紧板、左夹紧板和右夹紧板分别用多组夹紧螺柱和多组夹紧螺纹销顶紧在顶板、左立板和右立板上。
为了更好地对煤岩类似层的左右两侧施加载荷,所述侧向压力机构包括推进液压油缸、加力板、推进板、反力弹簧和压力板,所述推进液压油缸的两端分别与加力板和一侧试验槽的立板相连接,加力板的内侧自上而下设有多个滑槽,每个滑槽内设有推进板,压力板对称设置在所述煤岩类似层的左右两侧,反力弹簧外面套上弹簧套筒后连接在推进板和压力板之间,要求反力弹簧的刚度随着所述加力板的高度下降而依次递增,在压力板的外侧还设有反力板。