【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于试验装备，具体涉及一种支护研究用综合试验平台及工作方法。
技术介绍
1、在当今巷（隧）道支护领域，利用锚杆（索）实施支护已然成为广泛采用的常规方案。这一技术凭借其有效加固围岩、维持巷（隧）道稳定性等诸多优势，在各类矿山、地下工程等项目中发挥着关键作用。
2、然而，现有的支护研究用综合试验平台存在着诸多局限性。现阶段，现有的试验平台大多呈现出功能较为单一的弊端。部分试验平台将研发重点主要集中于相似模拟材料的制备环节，却忽视了对后续支护关键环节的深入探究；另有一些试验平台则把精力倾注于岩石性能的检测，却未能将岩石特性与锚杆（索）支护效能有机结合起来。
3、事实上，锚杆（索）支护研究的核心诉求在于切实提高锚固力以及全方位提升锚固的可靠性。而当前零散、单一功能的试验平台显然无法满足这一系统性需求，难以全面模拟锚杆（索）从安装，到最终退锚的整个过程。
4、鉴于此，精心设计一种成体系、多功能集成的支护研究用综合试验平台，对于深化锚杆（索）支护技术研究、保障巷（隧）道工程长期稳定运行具有极为重要的现实意义，这也成为当下巷（隧）道支护
亟待攻克的关键课题。
技术实现思路
1、本公开为了解决上述问题，本专利技术提出了一种支护研究用综合试验平台及工作方法，本专利技术可以成体系模拟巷道支护时的各道工序，如钻孔及岩性监测、锚固及锚固监测、退锚及退锚监测等，整体结构简单，操作方便，工作效率高。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方
3、第一方面，本专利技术提供一种支护研究用综合试验平台，包括：钻机系统、随钻监测系统、退锚系统、相似模拟试验台，钻机系统具有运移底盘，可自由移动，钻机系统用于钻孔和锚固，随钻监测系统设置在钻机系统的钻杆上，可监测钻杆工作过程中的动态技术指标，退锚系统设置在钻机系统上的一端，退锚系统用于对已锚固的锚杆（索）进行退锚操作，同时记录退锚的过程中的动态技术指标，相似模拟试验台用于承载相似模拟材料，钻机系统对相似模拟材料进行钻孔和锚固操作。
4、优选地，所述钻机系统上设置有综合测控系统，综合测控系统用于对钻机系统、随钻监测系统、退锚系统以及相似模拟试验台进行动作控制，并对各部分的动态技术指标进行监测数据的收集、分析、存储。
5、优选地，所述随钻监测系统设置在钻机系统的钻杆上，监测钻杆的转速、扭矩、推力、位移、振动状态这些动态技术指标。
6、优选地，所述退锚系统上设有三自由度运动平台，三自由度运动平台置于钻机系统的底盘上，三自由度运动平台可提供x、y、z三个方向的运动，用于驱动退锚系统对正、抓取锚杆（索）的尾端，以便进行退锚操作。
7、优选地，所述三自由度运动平台沿z轴方向上设置有位移传感器，位移传感器用于标定退锚系统拉拔锚杆（索）的位移信息。
8、优选地，所述退锚系统上设有拉力传感器，拉力传感器用于标定退锚系统拉拔锚杆（索）过程中锚杆（索）锚固力的数值信息。
9、优选地，所述三自由度运动平台的z轴方向升降采用液压缸驱动，并采用y型三位四通阀进行控制。
10、优选地，所述相似模拟试验台的试验仓上设有液体喷淋装置，液体喷淋装置在锚固过程中向锚固孔中加注水溶液，用于模拟巷道锚固施工时岩石缝隙中的渗水。
11、优选地，所述相似模拟试验台的试验仓上设有温控装置，温控装置可调节锚固孔的温度，用于试验不同温度下的锚固效果。
12、第二方面，本专利技术提供一种支护研究用综合试验平台的工作方法，基于第一方面提供的一种支护研究用综合试验平台，包括：
13、s1：操作者控制相似模拟试验台的试验仓降下，在试验仓内部加装相似模拟材料，然后将试验仓上升至试验位置；
14、s2：开启液体喷淋装置和温控装置，模拟巷道锚固施工时岩石缝隙中的渗水以及调控岩石温度；
15、s3：操作者控制钻机系统移动到试验仓的下方，调整好位置，对试验仓的相似模拟材料进行钻孔作业，同时，随钻监测系统监测钻杆在钻孔过程中的动态技术指标；
16、s4：完成钻孔后，操作者使用钻机系统对钻孔进行锚固作业，同时，随钻监测系统监测钻杆在锚固过程中的动态技术指标；
17、s5：待锚固强度达到设定要求，操作者操控退锚系统到达锚固位下方，然后启动三自由度运动平台，三自由度运动平台可提供x、y、z三个方向的运动，驱动退锚系统对正、抓取锚杆（索）的尾端，以便进行退锚操作；
18、s6：开始退锚操作，同时，位移传感器和拉力传感器分别监测退锚位移和退锚拉力的动态技术指标，最终完成退锚作业；
19、s7：取出试验过的相似模拟材料，清理设备以备下次使用；
20、s8：通过综合测控系统汇总各阶段监测数据，对锚固性能进行综合评估。
21、与现有技术相比，本公开的有益效果为：
22、1、本专利技术可以成体系模拟巷道支护时的各道工序，如钻孔及岩性监测、锚固及锚固监测、退锚及退锚监测等，形成每个环节的对应数据集，以便对锚固方法、性能及效果等进行深入研究。
23、2、本专利技术整体结构简单，操作方便，工作效率高。
24、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，包括：钻机系统、随钻监测系统、退锚系统、相似模拟试验台，钻机系统具有运移底盘，可自由移动，钻机系统用于钻孔和锚固，随钻监测系统设置在钻机系统的钻杆上，可监测钻杆工作过程中的动态技术指标，退锚系统设置在钻机系统上的一端，退锚系统用于对已锚固的锚杆（索）进行退锚操作，同时记录退锚的过程中的动态技术指标，相似模拟试验台用于承载相似模拟材料，钻机系统对相似模拟材料进行钻孔和锚固操作。
2.如权利要求1所述的一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，所述钻机系统上设置有综合测控系统，综合测控系统用于对钻机系统、随钻监测系统、退锚系统以及相似模拟试验台进行动作控制，并对各部分的动态技术指标进行监测数据的收集、分析、存储。
3.如权利要求1所述的一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，所述随钻监测系统设置在钻机系统的钻杆上，监测钻杆的转速、扭矩、推力、位移、振动状态这些动态技术指标。
4.如权利要求1所述的一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，所述退锚系统上设有三自由度运动平台，三自由度运动平台置于钻机系统的底盘上
5.如权利要求4所述的一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，所述三自由度运动平台沿Z轴方向上设置有位移传感器，位移传感器用于标定退锚系统拉拔锚杆（索）的位移信息。
6.如权利要求1所述的一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，所述退锚系统上设有拉力传感器，拉力传感器用于标定退锚系统拉拔锚杆（索）过程中锚杆（索）锚固力的数值信息。
7.如权利要求4所述的一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，所述三自由度运动平台的Z轴方向升降采用液压缸驱动，并采用Y型三位四通阀进行控制。
8.如权利要求1所述的一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，所述相似模拟试验台的试验仓上设有液体喷淋装置，液体喷淋装置在锚固过程中向锚固孔中加注水溶液，用于模拟巷道锚固施工时岩石缝隙中的渗水。
9.如权利要求1所述的一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，所述相似模拟试验台的试验仓上设有温控装置，温控装置可调节锚固孔的温度，用于试验不同温度下的锚固效果。
10.一种支护研究用综合试验平台的工作方法，基于权利要求1-9任一项所述的一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，包括：钻机系统、随钻监测系统、退锚系统、相似模拟试验台，钻机系统具有运移底盘，可自由移动，钻机系统用于钻孔和锚固，随钻监测系统设置在钻机系统的钻杆上，可监测钻杆工作过程中的动态技术指标，退锚系统设置在钻机系统上的一端，退锚系统用于对已锚固的锚杆（索）进行退锚操作，同时记录退锚的过程中的动态技术指标，相似模拟试验台用于承载相似模拟材料，钻机系统对相似模拟材料进行钻孔和锚固操作。
2.如权利要求1所述的一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，所述钻机系统上设置有综合测控系统，综合测控系统用于对钻机系统、随钻监测系统、退锚系统以及相似模拟试验台进行动作控制，并对各部分的动态技术指标进行监测数据的收集、分析、存储。
3.如权利要求1所述的一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，所述随钻监测系统设置在钻机系统的钻杆上，监测钻杆的转速、扭矩、推力、位移、振动状态这些动态技术指标。
4.如权利要求1所述的一种支护研究用综合试验平台，其特征在于，所述退锚系统上设有三自由度运动平台，三自由度运动平台置于钻机系统的底盘上，三自由度运动平台可提供x、y、z三个方向的运动，用于驱动退锚系统对正、抓取...
【专利技术属性】
技术研发人员：江文渊，贾后省，赵志强，刘少伟，戚庭野，赵希栋，郭晓菲，周勇，唐锋，詹平，崔磊，王鹏，赵艺伟，胡传洋，
申请(专利权)人：济宁山云宇内机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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