CN105738214B - 一种矿井顶板材加固料的性能测试装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿井顶板材加固料的性能测试装置及其使用方法，包括巷道系统、托板系统、围压加载系统和轴压加载系统，巷道系统包括壳体以及由该壳体围成的内腔，托板系统具有托板，托板的形状为和实际顶板的形状一致的拱形面，托板系统置于内腔的下部，围压加载系统具有可伸缩的围压板，围压加载系统围于内腔的侧壁处，轴压加载系统具有轴压板，轴压加载系统置于内腔的上部，内腔、托板、围压板和轴压板围成加固材料的填筑空间。本发明填筑空间的形状充分模拟现场顶板的实际情况，通过施加围压和轴向压力，以模拟井下煤层加固顶板的真实地应力环境，从而测出试块的真实抗压性能，避免因忽略地应力问题，而不能做出加固材料性能的合理评价。

Description

一种矿井顶板材加固料的性能测试装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及材料性能测试技术领域，特别涉及一种矿井顶板材加固料的性能测试装置及其使用方法。

背景技术

随着煤矿开采范围的扩大及深度的增加，不稳定和极不稳定的破碎煤岩体与日俱增，破碎顶板易造成顶板冒落事故，给煤矿井下安全带来严重威胁。

对于极破碎煤岩体而言，煤岩体通过注浆改善极破碎煤岩体结构及其性能，可以有效解决顶板事故给煤矿带来的困扰。良好性能的注浆材料已成为解决顶板事故的关键，目前也陆续在采用性能良好的注浆材料，而检验注浆材料性能的检测装备却没有跟上时代的步伐。

目前，检测注浆材料性能常用的做法是根据JC/T2041-2010《聚氨酯灌装材料》标准，利用伺服压力机检测材料的力学性能。这种方法简便易行，但这种方法不能真实反映现场的实际环境，选取的小试块很难反映破碎顶板注浆后的真实状态。

鉴于此，本发明人为此研制出一种矿井顶板材加固料的性能测试装置及其使用方法，有效的解决了上述问题，本案由此产生。

发明内容

本发明提供的一种矿井顶板材加固料的性能测试装置及其使用方法，通过该性能测试装置进行的测试，能够较为真实的反应破碎顶板所处的应力状态，有效的进行加固材料的性能测试。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种矿井顶板材加固料的性能测试装置，包括巷道系统、托板系统、围压加载系统和轴压加载系统，巷道系统包括壳体以及由该壳体围成的内腔，用于支撑试块的托板系统具有托板，托板的形状为和实际顶板的形状一致的拱形面，托板系统置于内腔的下部，用于施加围压的围压加载系统具有可伸缩的围压板，围压加载系统围于内腔的侧壁处，用于施加轴压的轴压加载系统具有轴压板，轴压加载系统置于内腔的上部，内腔、托板、围压板和轴压板围成加固材料的填筑空间。

所述巷道系统的内腔呈方形结构，内腔底部具有与实际顶板的形状一致的纵向拱形面，纵向拱形面的中间段为和托板形状一致的拱形通孔，所述托板系统置于拱形通孔下，托板置于该拱形通孔处。

所述壳体在纵向拱形面的两侧向下形成垂直的两支腿，两支腿的间距和托板宽度一致，托板安装于两支腿之间并可沿支腿上下移动；所述托板系统还包括液压升降柱、四缸同步器、高压管路、托板压力表、托板阀门和加压控制系统，托板的四角处均安装有液压升降柱，每个液压升降柱分别通过高压管路和四缸同步器的四个出口连接，四缸同步器的入口则通过另一高压管路和加压控制系统连接，该另一高压管路上安装有托板阀门和托板压力表，托板通过液压升降柱离开拱形通孔或与拱形通孔齐平。

所述围压加载系统包括置于内腔横向两侧的两个横向围压加载系统和置于内腔纵向两侧的两个纵向围压加载系统；内腔底部包括纵向拱形面以及纵向拱形面两侧的水平安装面，内腔的四个角分别安装有纵向隔板和横向隔板，水平安装面、内腔侧壁和相对的两横向隔板围成横向围压加载系统的横向安装区，水平安装面、内腔侧壁和相对的两纵向隔板围成纵向围压加载系统的纵向安装区。

所述横向围压加载系统包括横向围压板、横向加压胶囊和横向注水加压系统，横向加压胶囊置于横向围压板和内腔侧壁之间，横向加压胶囊和横向注水加压系统连通，横向加压胶囊注水膨胀后推动横向围压板横向移动；纵向围压加载系统包括纵向围压板、纵向加压胶囊和纵向注水加压系统，纵向围压板和纵向加压胶囊的下端具有和纵向拱形面形状相应的拱形孔，纵向加压胶囊置于纵向围压板和内腔侧壁之间，纵向加压胶囊和纵向注水加压系统连通，纵向加压胶囊注水膨胀后推动纵向围压板纵向移动；横向围压板和纵向围压板共同构成所述的围压板，横向围压板和/或纵向围压板具有可伸缩性。

所述水平安装面在位于各横向安装区处形成若干横向滑道，横向围压板的下端则形成相应数量的横向滑槽，横向滑槽置于横向滑道内；所述水平安装面在位于各纵向安装区处形成若干纵向滑道，纵向围压板的下端则形成相应数量的纵向滑槽，纵向滑槽置于纵向滑道内。

所述横向围压板置于纵向围压板之间，横向围压板包括相互固定的三段，分别为左横向围压板、中间橡胶板和右横向围压板，左横向围压板和右横向围压板上开设所述的若干横向滑槽，每个横向滑槽的两侧均通过调节弹簧安装有挡板，横向滑道置于两挡板之间。

所述横向注水加压系统包括横向水泵、横向压力表、横向溢流阀、横向阀门和横向高压水管，横向水泵通过横向高压水管和横向加压胶囊连通，横向高压水管上安装有横向压力表、横向溢流阀和横向阀门；所述纵向注水加压系统包括纵向水泵、纵向压力表、纵向溢流阀、纵向阀门和纵向高压水管，纵向水泵通过纵向高压水管和纵向加压胶囊连通，纵向高压水管上安装有纵向压力表、纵向溢流阀和纵向阀门；所述两横向安装区的上端分别安装有横向密封板，所述两纵向安装区的上端分别安装有纵向密封板，横向密封板和纵向密封板上对应的分别开设供横向高压水管和纵向高压水管穿过的穿孔。

所述轴压加载系统还包括液压装置和液压控制系统，轴压板和液压装置固定连接，液压控制系统控制液压装置工作，液压装置带动轴压板向下加压或向上卸压。

一种矿井顶板材加固料的性能测试装置的使用方法，使用步骤如下：

（1）实验准备：清理巷道系统内的杂物，保证巷道系统干净整洁；

（2）设备安装：将纵向围压板放置到巷道系统纵向安装区的纵向拱形面上，并使纵向滑槽与纵向滑道相匹配安装；将横向围压板放置到巷道系统内的横向安装区，并使横向滑槽与横向滑道相匹配安装；滑动调节横向围压板或纵向围压板，使横向围压板处于两纵向围压板之间；把纵向加压胶囊放入纵向围压板和内腔侧壁之间，把横向加压胶囊放入横向围压板和内腔侧壁之间，保证纵向加压胶囊和横向加压胶囊放置舒展；将纵向密封板与横向密封板分别放置到纵向加压胶囊和横向加压胶囊上方，并固定，同时将横向高压水管和纵向高压水管分别通过穿孔与横向水泵和纵向水泵连通；

（3）形成破碎顶板：将托板系统放置到巷道系统的两支腿之间，利用加压控制系统将托板上升至与巷道系统的拱形通孔处于同一高度，使托板封住拱形通孔，从而形成加固材料的填筑空间；在纵向围压板、横向围压板、内腔和托板形成的填筑空间内铺一层塑料布，并使塑料布超出围压板上边缘5~10cm；按照自然级配，选择相应的石块，将石块放入塑料布形成的空间内，待石块高度与围压板基本处于同一高度时，停止加石块；

（4）加载围压：首先利用横向注水加压系统和纵向注水加压系统分别向横向加压胶囊和纵向加压胶囊内注水，待所有加压胶囊内压力达到设定值的一半时，停止向纵向加压胶囊内注水，待横向加压胶囊内压力达到设定值时，再向纵向加压胶囊内注水并使其达到设定值；

（5）注浆：利用现有的注浆泵通过注浆管路从石块顶部注入实验浆液，待实验浆液升至围压板高度时，停止注浆；

（6）形成待测试快：通过液压控制系统控制液压装置使轴压板对石块施加轴向压力，待压力达到设定压力时，保持轴向压力和围压在设定值不变；

（7）破坏试验：注浆结束，待浆液凝固后，将托板系统移出巷道系统，再次用轴压加载系统对试块施加轴压直至试块发生破坏，记录下此时轴压的大小，该大小作为测出试块的实际抗压强度。

采用上述方案后，本发明填筑空间的形状充分模拟现场顶板的实际情况，并在制作加固材料的试块的同时，即施加围压和轴向压力，以模拟井下煤层加固顶板的真实地应力环境，然后在围压不变的情况下，加大轴向压力，直至试块发生破坏，从而测出试块的真实抗压性能。本发明为合理评估顶板加固材料的性能提供了有效的实验手段，避免因忽略地应力问题，而不能做出加固材料性能的合理评价。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本实施例巷道内部件的结构示意图；

图3是本实施例巷道系统的结构示意图；

图4是本实施例巷道系统的俯视图；

图5是本实施例托板系统的示意图；

图6是本实施例横向围压板的结构示意图；

图7是本实施例纵向围压板的结构示意图；

图8是本实施例横向加压胶囊的结构示意图；

图9是本实施例纵向加压胶囊的结构示意图；

图10是本实施例横向密封板的结构示意图；

图11是本实施例纵向密封板的结构示意图。

标号说明

巷道系统1，壳体11，内腔12，纵向拱形面13，拱形通孔14，支腿15，水平安装面16，纵向隔板17，横向隔板18，横向安装区19，纵向安装区110，横向滑道111，纵向滑道112；

托板系统2，托板21，液压升降柱22、四缸同步器23、高压管路24、托板压力表25、托板阀门26和加压控制系统27；

轴压加载系统3，轴压板31，液压装置32，液压控制系统33；

横向围压加载系统4，横向围压板41，横向滑槽411，左横向围压板412，中间橡胶板413，右横向围压板414，调节弹簧415，挡板416，横向加压胶囊42，横向注水加压系统43，横向水泵431，横向压力表432，横向溢流阀433，横向阀门434，横向高压水管435；

纵向围压加载系统5，纵向围压板51，拱形孔511，纵向滑槽512，纵向加压胶囊52，纵向注水加压系统53，纵向水泵531、纵向压力表532、纵向溢流阀533、纵向阀门534和纵向高压水管535；

横向密封板6，纵向密封板7，穿孔61。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1-2所示，是本发明揭示的一种矿井顶板材加固料的性能测试装置及其使用方法，包括巷道系统1、托板系统2、围压加载系统和轴压加载系统3。

再结合图3-4所示，巷道系统1包括壳体11以及由该壳体11围成的内腔12，托板系统2具有托板21，托板21的形状为和实际顶板的形状一致的拱形面，托板系统2置于内腔12的下部。

如图3所示，巷道系统1的内腔12呈方形结构，内腔12底部具有与实际顶板的形状一致的纵向拱形面13，纵向拱形面13的中间段为和托板21形状一致的拱形通孔14。托板系统2置于拱形通孔14下，托板21置于该拱形通孔14处。

壳体11在纵向拱形面13的两侧向下形成垂直的两支腿15，两支腿15的间距和托板21宽度一致，托板21安装于两支腿15之间并可沿支腿15上下移动。

如图5所示，托板系统2还包括液压升降柱22、四缸同步器23、高压管路24、托板压力表25、托板阀门26和加压控制系统27，托板21的四角处均安装有液压升降柱22，每个液压升降柱22分别通过高压管路24和四缸同步器23的四个出口连接，四缸同步器23的入口则通过另一高压管路24和加压控制系统27连接，该另一高压管路24上安装有托板阀门26和托板压力表25，托板21通过液压升降柱22离开拱形通孔14或与拱形通孔14齐平。压力的大小通过加压控制系统27控制，具体的压力需大于等于下述的轴向压力，以防止制作试块时，托板21下移。

围压加载系统具有可伸缩的围压板，围压加载系统围于内腔12的侧壁处。轴压加载系统3具有轴压板31，轴压加载系统3置于内腔12的上部。内腔12、托板21、围压板和轴压板31围成加固材料的填筑空间。

结合图1-2所示，围压加载系统包括置于内腔12横向两侧的两个横向围压加载系统4和置于内腔12纵向两侧的两个纵向围压加载系统5。内腔12底部在纵向拱形面13两侧分别形成两水平安装面16。内腔12的四个角分别安装有纵向隔板17和横向隔板18。水平安装面16、内腔12侧壁和相对的两横向隔板18围成横向围压加载系统4的横向安装区19，水平安装面16、内腔12侧壁和相对的两纵向隔板17围成纵向围压加载系统5的纵向安装区110。

其中横向围压加载系统4包括横向围压板41、横向加压胶囊42和横向注水加压系统43。横向加压胶囊42置于横向围压板41和内腔12侧壁之间，横向加压胶囊42和横向注水加压系统43连通，横向加压胶囊42注水膨胀后推动横向围压板41横向移动，进行横向加压或卸压。横向加压胶囊42的结构示意图如图8所示。其中两个横向围压加载系统4可共用一个横向注水加压系统43。

纵向围压加载系统5包括纵向围压板51、纵向加压胶囊52和纵向注水加压系统53。结合图7和图9所示，纵向围压板51和纵向加压胶囊52的下端具有和纵向拱形面13形状相应的拱形孔511。纵向加压胶囊52置于纵向围压板51和内腔12侧壁之间，纵向加压胶囊52和纵向注水加压系统53连通，纵向加压胶囊52注水膨胀后推动纵向围压板51纵向移动，进行纵向加压或卸压。纵向加压胶囊52的结构示意图如图9所示。其中两个纵向围压加载系统5可共用一个纵向注水加压系统53。

如图4和图6所示，上述水平安装面16在位于两横向安装区19处形成若干横向滑道111，横向围压板41的下端则形成相应数量的横向滑槽411，横向滑槽411置于横向滑道111上，使横向围压板41可准确的在横向方向移动，从而控制横向围压板41的倾斜量，防止试块受不均的横压。

如图4和图7所示，上述水平安装面16在位于两纵向安装区110处形成若干纵向滑道112，纵向围压板51的下端则形成相应数量的纵向滑槽512，纵向滑槽512置于纵向滑道112内。

横向围压板41和纵向围压板51共同构成上述的围压板，横向围压板41和/或纵向围压板51具有可伸缩性。本实施例由于纵向围压板51下部具有拱形孔511，即使纵向围压板51具有可伸缩性，其伸缩的范围也较小，为此本实施例优先选用具有可伸缩性的横向围压板41。

本实施例的横向围压板41分为相互固定的三段，分别为左横向围压板412、中间橡胶板413和右横向围压板414，通过中间橡胶板413实现横向围压板41的可伸缩性。安装时，将横向围压板41置于两纵向围压板51之间，加压时，纵向围压板51向内挤压时，横向围压板414随之被挤压缩短，同时横向围压板414可沿着纵向围压板51向也向内挤压，从而形成横向和纵向的围压。由于横向围压板414的可伸缩性，因此两横向滑槽411之间间距也会发生变化，为此在左横向围压板412和右横向围压板414上开设的每个横向滑槽411的两侧均通过调节弹簧415安装有挡板416，横向滑道111置于横向滑槽411的两挡板416之间，通过调节弹簧415的调节作用，来灵活的改变两挡板416之间的距离，以保证横向滑槽411始终和横向滑道111相匹配。

上述横向注水加压系统43包括横向水泵431、横向压力表432、横向溢流阀433、横向阀门434和横向高压水管435，横向水泵431通过横向高压水管435和横向加压胶囊42连通，横向高压水管435上安装有横向压力表432、横向溢流阀433和横向阀门434，通过横向溢流阀433和横向阀门434控制高压水的压力大小。

纵向注水加压系统53包括纵向水泵531、纵向压力表532、纵向溢流阀533、纵向阀门534和纵向高压水管535，纵向水泵531通过纵向高压水管535和纵向加压胶囊52连通，纵向高压水管535上安装有纵向压力表532、纵向溢流阀533和纵向阀门534，通过纵向溢流阀533和纵向阀门534控制高压水的压力大小。

其中两横向安装区19的上端分别安装有横向密封板6，两纵向安装区110的上端分别安装有纵向密封板7。横向密封板6和纵向密封板7上对应的分别开设供横向高压水管435和纵向高压水管535穿过的穿孔61，横向密封板6和纵向密封板7分别如图10和图11所示。

上述轴压加载系统3还包括液压装置32和液压控制系统33，轴压板31和液压装置32固定连接，液压控制系统33控制液压装置32工作，液压装置32带动轴压板31向下加压或向上卸压，通过液压控制系统33控制试块的轴向压力大小。

上述矿井顶板材加固料的性能测试装置的使用方法如下。

（1）实验准备：清理巷道系统1内的杂物，保证巷道系统1干净整洁，。

（2）设备安装：将纵向围压板51放置到巷道系统1的纵向安装区110的纵向拱形面13上，并使纵向滑槽512与纵向滑道112相匹配安装。将横向围压板41放置到巷道系统1内的横向安装区19，并使横向滑槽411与横向滑道111相匹配安装。

手动滑动调节横向围压板41或纵向围压板51，使横向围压板41处于两纵向围压板51之间。把纵向加压胶囊52放入纵向围压板51和内腔12侧壁之间，把横向加压胶囊42放入横向围压板41和内腔12侧壁之间，放置时保证纵向加压胶囊52和横向加压胶囊42放置舒展，保证加压胶囊胀大时，能将压力有效的传递给围压板。然后将纵向密封板7与横向密封板6分别放置到纵向加压胶囊52和横向加压胶囊42上方，并固定，同时将横向高压水管435和纵向高压水管535分别通过穿孔61与横向水泵431和纵向水泵531连通。

（3）形成破碎顶板：将托板系统2放置到巷道系统1的两支腿15之间，利用加压控制系统27将托板21上升至与巷道系统1的拱形通孔14处于同一高度，使托板21封住拱形通孔14，最终围成加固材料的填筑空间。

在纵向围压板51、横向围压板41、内腔12和托板21形成的填筑空间内铺一层塑料布，并使塑料布超出围压板上边缘5~10cm。然后按照自然级配，选择相应的石块8，将石块8放入塑料布形成的空间内，待石块8高度与围压板基本处于同一高度时，停止加石块8。

（4）加载围压：首先利用横向注水加压系统43和纵向注水加压系统53分别向横向加压胶囊42和纵向加压胶囊52内注水。待所有加压胶囊内压力达到设定值的一半时，停止向纵向加压胶囊52内注水，继续加横向压力。待横向加压胶囊42内压力达到设定值时，再向纵向加压胶囊52内注水并使其达到设定值。设定值根据地下实际情况的压力而定。

（5）注浆：利用现有的注浆泵通过注浆管路从石块8顶部注入实验浆液，待实验浆液升至围压板高度时，停止注浆。

（6）形成待测试快：通过液压控制系统33控制液压装置32使轴压板31对石块8施加轴向压力，待压力达到设定压力时，保持轴向压力和围压在设定值不变。

（7）破坏试验：注浆结束，比如24小时待浆液凝固后，将托板系统2移出巷道系统1，再次用轴压加载系统3对试块施加轴压直至试块发生破坏，记录下此时轴压的大小，该大小作为测出试块的实际最大抗压强度。

以上仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (10)

1.一种矿井顶板加固材料的性能测试装置，其特征在于：包括巷道系统、托板系统、围压加载系统和轴压加载系统，巷道系统包括壳体以及由该壳体围成的内腔，用于支撑试块的托板系统具有托板，托板的形状为和实际顶板的形状一致的拱形面，托板系统置于内腔的下部，用于施加围压的围压加载系统具有可伸缩的围压板，围压加载系统围于内腔的侧壁处，用于施加轴压的轴压加载系统具有轴压板，轴压加载系统置于内腔的上部，内腔、托板、围压板和轴压板围成加固材料的填筑空间；内腔底部具有与实际顶板的形状一致的纵向拱形面，所述壳体在纵向拱形面的两侧向下形成垂直的两支腿，两支腿的间距和托板宽度一致，托板安装于两支腿之间并可沿支腿上下移动。

2.如权利要求1所述的一种矿井顶板加固材料的性能测试装置，其特征在于：所述巷道系统的内腔呈方形结构，纵向拱形面的中间段为和托板形状一致的拱形通孔，所述托板系统置于拱形通孔下，托板置于该拱形通孔处。

3.如权利要求2所述的一种矿井顶板加固材料的性能测试装置，其特征在于：所述托板系统还包括液压升降柱、四缸同步器、高压管路、压力表、阀门和加压控制系统，托板的四角处均安装有液压升降柱，每个液压升降柱分别通过高压管路和四缸同步器的四个出口连接，四缸同步器的入口则通过另一高压管路和加压控制系统连接，该另一高压管路上安装有阀门和压力表，托板通过液压升降柱离开拱形通孔或与拱形通孔齐平。

4.如权利要求1所述的一种矿井顶板加固材料的性能测试装置，其特征在于：所述围压加载系统包括置于内腔横向两侧的两个横向围压加载系统和置于内腔纵向两侧的两个纵向围压加载系统；内腔底部包括纵向拱形面以及纵向拱形面两侧的水平安装面，内腔的四个角分别安装有纵向隔板和横向隔板，水平安装面、内腔侧壁和相对的两横向隔板围成横向围压加载系统的横向安装区，水平安装面、内腔侧壁和相对的两纵向隔板围成纵向围压加载系统的纵向安装区。

5.如权利要求4所述的一种矿井顶板加固材料的性能测试装置，其特征在于：所述横向围压加载系统包括横向围压板、横向加压胶囊和横向注水加压系统，横向加压胶囊置于横向围压板和内腔侧壁之间，横向加压胶囊和横向注水加压系统连通，横向加压胶囊注水膨胀后推动横向围压板横向移动；纵向围压加载系统包括纵向围压板、纵向加压胶囊和纵向注水加压系统，纵向围压板和纵向加压胶囊的下端具有和纵向拱形面形状相应的拱形孔，纵向加压胶囊置于纵向围压板和内腔侧壁之间，纵向加压胶囊和纵向注水加压系统连通，纵向加压胶囊注水膨胀后推动纵向围压板纵向移动；横向围压板和纵向围压板共同构成所述的围压板，横向围压板和/或纵向围压板具有可伸缩性。

6.如权利要求5所述的一种矿井顶板加固材料的性能测试装置，其特征在于：所述水平安装面在位于各横向安装区处形成若干横向滑道，横向围压板的下端则形成相应数量的横向滑槽，横向滑槽置于横向滑道内；所述水平安装面在位于各纵向安装区处形成若干纵向滑道，纵向围压板的下端则形成相应数量的纵向滑槽，纵向滑槽置于纵向滑道内。

7.如权利要求6所述的一种矿井顶板加固材料的性能测试装置，其特征在于：所述横向围压板置于纵向围压板之间，横向围压板包括相互固定的三段，分别为左横向围压板、中间橡胶板和右横向围压板，左横向围压板和右横向围压板上开设所述的若干横向滑槽，每个横向滑槽的两侧均通过调节弹簧安装有挡板，横向滑道置于两挡板之间。

8.如权利要求5所述的一种矿井顶板加固材料的性能测试装置，其特征在于：所述横向注水加压系统包括横向水泵、横向压力表、横向溢流阀、横向阀门和横向高压水管，横向水泵通过横向高压水管和横向加压胶囊连通，横向高压水管上安装有横向压力表、横向溢流阀和横向阀门；所述纵向注水加压系统包括纵向水泵、纵向压力表、纵向溢流阀、纵向阀门和纵向高压水管，纵向水泵通过纵向高压水管和纵向加压胶囊连通，纵向高压水管上安装有纵向压力表、纵向溢流阀和纵向阀门；所述两横向安装区的上端分别安装有横向密封板，所述两纵向安装区的上端分别安装有纵向密封板，横向密封板和纵向密封板上对应的分别开设供横向高压水管和纵向高压水管穿过的穿孔。

9.如权利要求1所述的一种矿井顶板加固材料的性能测试装置，其特征在于：所述轴压加载系统还包括液压装置和液压控制系统，轴压板和液压装置固定连接，液压控制系统控制液压装置工作，液压装置带动轴压板向下加压或向上卸压。

10.一种矿井顶板加固材料的性能测试装置的使用方法，其特征在于，使用步骤如下：

（1）实验准备：清理巷道系统内的杂物，保证巷道系统干净整洁；

（2）设备安装：将纵向围压板放置到巷道系统纵向安装区的纵向拱形面上，并使纵向滑槽与纵向滑道相匹配安装；将横向围压板放置到巷道系统内的横向安装区，并使横向滑槽与横向滑道相匹配安装；滑动调节横向围压板或纵向围压板，使横向围压板处于两纵向围压板之间；把纵向加压胶囊放入纵向围压板和内腔侧壁之间，把横向加压胶囊放入横向围压板和内腔侧壁之间，保证纵向加压胶囊和横向加压胶囊放置舒展；将纵向密封板与横向密封板分别放置到纵向加压胶囊和横向加压胶囊上方，并固定，同时将横向高压水管和纵向高压水管分别通过穿孔与横向水泵和纵向水泵连通；

（3）形成破碎顶板：将托板系统放置到巷道系统的两支腿之间，利用加压控制系统将托板上升至与巷道系统的拱形通孔处于同一高度，使托板封住拱形通孔，从而形成加固材料的填筑空间；在纵向围压板、横向围压板、内腔和托板形成的填筑空间内铺一层塑料布，并使塑料布超出围压板上边缘5~10cm；按照自然级配，选择相应的石块，将石块放入塑料布形成的空间内，待石块高度与围压板基本处于同一高度时，停止加石块；

（4）加载围压：首先利用横向注水加压系统和纵向注水加压系统分别向横向加压胶囊和纵向加压胶囊内注水，待所有加压胶囊内压力达到设定值的一半时，停止向纵向加压胶囊内注水，待横向加压胶囊内压力达到设定值时，再向纵向加压胶囊内注水并使其达到设定值；

（5）注浆：利用现有的注浆泵通过注浆管路从石块顶部注入实验浆液，待实验浆液升至围压板高度时，停止注浆；

（6）形成待测试快：通过液压控制系统控制液压装置使轴压板对石块施加轴向压力，待压力达到设定压力时，保持轴向压力和围压在设定值不变；

（7）破坏试验：注浆结束，待浆液凝固后，将托板系统移出巷道系统，再次用轴压加载系统对试块施加轴压直至试块发生破坏，记录下此时轴压的大小，该大小作为测出试块的实际抗压强度。