1.一种锚杆支护巷道围岩强度原位测试试验装置,其特征在于,包括固定机构、加载机构、测量机构和控制系统,
所述固定机构包括固定杆、套筒、固定底座、调节托盘和安全环,固定底座上设置有多个通孔,固定杆和任意通孔配合,调节托盘安装在固定底座下方并与固定杆上的螺纹配合,固定底座的边缘设置有多个安全环,套筒连接固定杆的上端和巷道内的锚杆外露端;
所述加载机构配置在固定底座上,加载机构包括液压泵、柱塞泵、加载油缸、底盘和压模,液压泵通过联轴器和柱塞泵相连,柱塞泵与液压油箱相连,柱塞泵相连的高压油管上分别配置有调速阀和泄压阀;所述高压油管和加载油缸相连,加载油缸的活塞杆上端固定配置有底盘,压模安装在底盘;
所述测量系统包括红外测距单元和无线压力监测单元,红外测距单元配置在底盘上,无线压力监测单元配置在加载油缸上;所述测量系统的监测数据传输至控制系统,控制系统处理数据并控制加载机构工作。
2.根据权利要求1所述的一种锚杆支护巷道围岩强度原位测试试验装置,其特征在于,所述固定杆和固定底座连接端的杆体上设置有螺纹,固定杆和套筒的连接端光滑,所述套筒内侧的螺纹和锚杆螺纹端相互配合。
3.根据权利要求1或2所述的一种锚杆支护巷道围岩强度原位测试试验装置,其特征在于,所述固定底座呈三角形,固定底座上的通孔沿三角形的中线布置;所述通孔的孔径大于固定杆的直径,固定底座下方的固定杆上配置有螺母,固定底座的上放配置有螺母。
4.根据权利要求1所述的一种锚杆支护巷道围岩强度原位测试试验装置,其特征在于,所述液压泵为直流液压泵电机并通过直流电源驱动,电源设置有无线电控制开关;所述直流电源还分别与调速阀和泄压阀电连接。
5.根据权利要求1所述的一种锚杆支护巷道围岩强度原位测试试验装置,其特征在于,所述加载油缸配置在固定底座的中心位置,所述无线应力监测单元测量加载油缸内液压油的油压。
6.根据权利要求5所述的一种锚杆支护巷道围岩强度原位测试试验装置,其特征在于,所述加载油缸的活塞杆上端通过螺纹和底盘固定,底盘的上方在中心位置设置有压模安装孔,底盘上还设置有多个红外测距单元安装孔。
7.根据权利要求1所述的一种锚杆支护巷道围岩强度原位测试试验装置,其特征在于,所述控制系统包括显示器、无线传输单元、微处理器和指令单元,指令单元包括多个控制按钮,显示器和无线传输单元与微处理器相连。
8.一种锚杆支护巷道围岩强度原位测试试验的方法,其特征在于,利用权利要求1至7任一项所述的一种锚杆支护巷道围岩强度原位测试试验装置,步骤包括:A.确定巷道锚杆间排距,调整固定杆之间的距离,连接套筒和锚杆,完成固定机构、加载机构和测量机构的配置;
B.利用测量机构调平固定底座;
C.控制系统数据清零;
D.控制加载机构工作,压模平稳压入巷道壁;
E.控制系统确定巷道煤岩体的应力‑应变曲线,当应力下降后停止加载;
F.控制加载机构卸压,拆卸固定机构,完成试验。
9.根据权利要求8所述的一种锚杆支护巷道围岩强度原位测试试验的方法,其特征在于,所述应力的监测值的计算为: 其中pi为第i次试验测得的围岩应力值,pi压为第i次试验压力传感器所测得的压力值,d1、d2分别为油缸内径和压模直径;
所述应变的监测值等于红外测距单元与巷道围岩所测距离的变化值。
10.根据权利要求8所述的一种锚杆支护巷道围岩强度原位测试试验的方法,其特征在于,在同一巷道内进行多次锚杆支护巷道围岩强度原位测试,分别使用多个直径的压模,确定实际巷道围岩的强度。