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专利号: 2013104256332
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑动力影响的煤与瓦斯突出模拟实验装置,其特征在于包括密封加载盒、煤样试件、柔性加载系统、冲击加载系统和瓦斯供应系统;

所述的密封加载盒,包括梯形板、侧挡板、加载垫块和上盖板;上述各装置接触部位设置橡胶垫;梯形板包括第一梯形板和第二梯形板,其斜面的倾角与煤样试件斜面倾角相匹配;侧挡板包括第一侧挡板和第二侧挡板,分别固定在梯形板的前后两侧;加载垫块上半部分为圆柱体结构,下半部分为圆弧形钢板,钢板下表面设有纵横交叉的导气槽,下表面还设有一层钢丝网;加载垫块侧面和梯形板斜面间留有空隙;上盖板中间留有圆形孔,加载垫块的圆柱体结构由圆形孔通过,圆形孔表面设有橡胶密封垫,上盖板的一侧还预留瓦斯注入孔;

所述煤样试件,上下表面为同轴圆弧面,左右侧面的延伸线通过上述圆弧面的轴线,前后侧面垂直于水平面,四个侧面均涂有704硅橡胶;

所述的柔性加载系统,包括底座、加载油缸、液压泵站、反力板、反力钢绞线和支撑导轨;加载油缸共有两个;反力板左右两侧分别设有多个用于连接反力钢绞线的通孔;反力钢绞线有多条,其中任意一条的一端固定在底座上,另一端固定在反力板上;支撑导轨固定在底座上;

所述的冲击加载系统,包括立柱、横梁、冲击重块、提升装置、导向装置;立柱固定在柔性加载系统的底座上,冲击重块的重量和高度均可调节,提升装置固定在横梁上,导向装置表面标有刻度;

所述的瓦斯供应系统,包括瓦斯供应罐、第一高压管、第一阀门、气体压力泵、第二高压管、第二阀门、压力表、流量计;瓦斯供应罐和气体压力泵通过第一高压管连接,并在第一高压管上设有第一阀门;气体压力泵和圆柱体结构上的瓦斯注入孔通过第二高压管相连,并在第二高压管上设有第二阀门、压力表和流量计;真空泵用于在实验过程中对煤样试件抽真空。

2.根据权利要求1所述的一种考虑动力影响的煤与瓦斯突出模拟实验装置,其特征在于包括测量控制系统;所述的测量控制系统,主要包括计算机、主控箱、数据采集仪、CCD相机;计算机通过USB接口与主控箱相连,主控箱通过导线与数据采集仪、液压泵站、气体压力泵相连,数据采集仪通过导线压力表、流量计相连;CCD相机用于记录煤与瓦斯突出的过程。

3.根据权利要求1所述的一种考虑动力影响的煤与瓦斯突出模拟实验装置,其特征在于包括防护装置。

4.如权利要求1-3任一所述的深埋圆形隧洞冲击地压模拟试验系统的实验方法,其特征在于:

第一步:制作煤样试件,将其装入密封加载盒,将密封加载盒安装就位;通过柔性加载系统对煤样试件加载,保持一定时间后卸载,然后再次加载,经过多个循环之后,加载使煤岩体达到要求的应力状态;在这个过程中,煤岩体发生一定程度的破碎,目的在于模拟采掘活动对煤岩体的影响;

第二步:将瓦斯供应系统,连接到密封加载盒上侧的瓦斯注入孔,启动气体压力泵,调整瓦斯压力腔内的瓦斯压力至某一恒定值,并保持一定时间,使煤岩体充分吸附瓦斯,期间应加强室内通风,防止瓦斯积聚;

第三步:调整冲击重块的高度和重量,释放冲击重块,对密封加载盒的加载垫块进行冲击;

第四步:提起冲击重块,停止瓦斯供应,卸去柔性加载系统的荷载,打开密封加载盒,取出煤样试件,记录分析其破坏情况。