CN206693912U - 一种煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置，可有效分析底板锚固孔钻进过程中孔壁稳定性的影响因素，其解决的技术方案是，包括钻进实验箱和试验块制备模具，钻进实验箱由箱体、加压板、底座、液压油缸和手动液压泵组成，相似模拟制备装置由模具夹板、隔板、模具底板组成；在实验室模拟巷道底板锚固孔钻进实验时，模拟底板岩石特征制备实验试块，再通过液压缸对钻进实验箱进行加压，模拟地应力对钻孔稳定性的影响，或改变钻进动力及钻进方式来模拟实际钻进，进而达到分析锚固孔稳定性影响因素的目的。本实用新型结构新颖合理，操作简单易行，且分析结果对指导煤矿安全稳定生产具有重要意义，是实验室巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置上的一项创新。

Description

一种煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及采矿工程领域，具体涉及一种煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置。

背景技术

巷道底板锚固孔钻进是实现锚杆（索）支护的必经步骤。锚固孔尺寸及孔壁稳定性是锚固质量的关键影响因素。当前，我国很多煤矿已经进入深部开采，高地应力作用下多数巷道围岩呈现工程软岩特性，严重影响锚固孔成孔质量。工程实际中底板锚杆（索）孔钻进效果影响因素众多，如钻进动力、岩层岩石力学特征、应力状态等多方面因素。因此，通过实验室模拟巷道底板锚固孔钻进分析影响成孔质量的因素就变得十分有意义。鉴于此，设计一种煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置势在必行。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置，通过该装置可有效分析钻进因素对锚固孔孔壁稳定性的影响。

本实用新型解决的技术方案是，包括钻进实验箱和试验块制备模具，钻进实验箱由箱体、加压板、底座、液压油缸和手动液压泵组成，相似模拟制备装置由模具夹板、隔板、模具底板组成；箱体固定在底座上，液压油缸、法兰通过螺栓与螺母固定在箱体外侧中部位置，活塞杆一端焊接在加压板外侧中部位置，手动液压泵通过进油、回油线路与液压油缸连接；两块模具夹板和两块隔板通过螺栓、螺母连接，再通过模具底板上的卡槽与模具底板组合成实验试块制备模具。

本实用新型是一种煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置，在实验室现有条件下模拟煤矿底板钻进，能有效分析影响钻进过程中钻孔失稳影响因素，进而对工程实际进行理论指导，且其结构新颖合理、简单易操作。

附图说明

图1为钻进实验箱结构示意图。

图2为钻进实验箱俯视图。

图3为加压板2结构示意图。

图4为加压板3结构示意图。

图5为底板锚固孔钻进试验示意图（剖面）。

图6为试验块制备模具结构示意图。

图7为模具夹板结构示意图。

图8为模具底板结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

结合图1~8，一种煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置，包括钻进实验箱和试验块制备模具，钻进实验箱由箱体1、加压板2、加压板3、底座4、液压油缸5和手动液压泵12组成，试验块制备模具由模具夹板13、隔板14和模具底板15组成；其特征在于，所述的箱体1固定在底座4上，液压油缸5、法兰6通过螺栓与螺母固定在箱体1外侧，活塞杆7一端焊接在加压板2、3外侧，手动液压泵12通过进油、回油线路11与液压油缸5连接；两块模具夹板13和两块隔板14借助模具夹板13上的螺栓孔10用螺栓8、螺母9连接成六面体容器形状，再通过模具底板15上的卡槽16与模具底板15组合成实验试块制备模具。

为保证使用效果，所述的箱体1采用强度高、变形小的钢性材质，两个液压油缸5呈垂直角度固定在箱体1外侧中部。

所述的加压板2、3同样采用强度高、变形小的钢性材质，其外侧中部焊接有一块钢板，加压板2、3为“吕”型结构，加压板2、3相邻之间为“凹凸”形式配合，不相邻的一端以及底面与箱体1之间都为小间隙配合。

所述的模具夹板13内侧设计有两道宽10mm、深5mm的卡槽16，以及四个对称布置的螺栓孔10，模具夹板13内侧设置有标注深度的刻度尺。

所述的模具底板15上设计四条宽为10mm、深15mm的卡槽16。

本实用新型的工作情况是:在实验室进行巷道底板锚固孔钻进试验时，首先确定岩层的层位特征，进行实验试块的制作，将模具夹板13、隔板14与模具底板15通过螺栓8、螺母9组合成试验块模具，配比好相似模拟材料17，在试验块模具里逐层铺设相似模拟材料17，铺设厚度及岩层层位特征根据模具夹板13内侧标注的刻度线确定，实验试块制作完成后，晾置一段时间待其达到实验要求强度后，拆开模具，取出试块放置在钻进试验装置内，此时通过手动液压泵12对液压油缸5提供油压，动力通过加压板2、3对实验试块进行加压，当压力达到实验要求时，保持压力恒定，同时通过实验室专用台式钻具18对钻进实验箱里的试块进行模拟钻进。

本实用新型的工作原理是：煤矿巷道底板多为层状岩石，岩层组合特征复杂，为分析实际锚固孔钻进过程中影响孔壁稳定性的影响因素，在实验室模拟巷道底板锚固孔钻进实验时，模拟底板岩石特征制备实验试块，再通过液压缸对钻进实验箱进行加压，模拟地应力对钻孔稳定性的影响，并根据实验要求改变压力大小，或改变钻进动力及钻进方式来模拟实际钻进，进而达到分析锚固孔稳定性影响因素的目的。

本实用新型结构新颖，操作简单易行，在实验室进行巷道底板锚固孔模拟钻进实验时，能够有效分析影响孔壁稳定性的影响因素，对指导煤矿安全稳定生产具有重要意义，是实验室采矿相似模型钻进装置的一项创新。

Claims (5)

1.一种煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置，包括钻进实验箱和试验块制备模具，钻进实验箱由箱体（1）、加压板2（2）、加压板3（3）、底座（4）、液压油缸（5）和手动液压泵（12）组成，试验块制备模具由模具夹板（13）、隔板（14）模具底板（15）组成；其特征在于，所述的箱体（1）固定在底座（4）上，液压油缸（5）、法兰（6）通过螺栓（8）与螺母（9）固定在箱体（1）外侧，活塞杆（7）一端焊接在加压板2（2）、3（3）外侧中部位置，手动液压泵（12）通过进油、回油线路（11）与液压油缸（5）连接；两块模具夹板（13）和两块隔板（14）借助模具夹板（13）上的螺栓孔（10）用螺栓（8）、螺母（9）连接成六面体容器形状，再通过模具底板（15）上的卡槽（16）与模具底板（15）组合成实验试块制备模具。

2.根据权利要求1所述的煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置，其特征在于，箱体（1）采用强度高、变形小的钢性材质，两个液压油缸（5）呈垂直角度固定在箱体（1）外侧中部位置。

3.根据权利要求1所述的煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置，其特征在于，加压板2（2）、加压板3（3）同样采用强度高、变形小的钢性材质，其外侧中部焊接有一块钢板，加压板2（2）、3（3）为“吕”型结构，加压板2（2）、3（3）相邻之间为“凹凸”形式配合，不相邻的一端以及底面与箱体（1）之间都为小间隙配合。

4.根据权利要求1所述的煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置，其特征在于，模具夹板（13）内侧设计有两道宽10mm、深5mm的卡槽（16），以及四个对称布置的螺栓孔（10），模具夹板（13）内侧设置有标注深度的刻度尺。

5.根据权利要求1所述的煤矿巷道底板锚固孔钻进模拟实验装置，其特征在于，模具底板（15）上设计四条宽为10mm、深15mm的卡槽（16）。