[發(fā)明專利]煤巖強(qiáng)度分布測試裝置及煤巖強(qiáng)度分布分析系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210309728.3
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102830172A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪小明;賈炳;胡海洋;李全中;靳建
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

1.煤巖強(qiáng)度分布測試裝置，其特征在于，包括超聲波系統(tǒng)以及用于容納實(shí)驗樣品的實(shí)驗缸，所述實(shí)驗缸包括底壁和圍壁，所述圍壁包括兩個以上固定圍壁以及與所述固定圍壁相對設(shè)置并可沿直線遠(yuǎn)離或靠近與之相對的固定圍壁的活動圍壁，所述活動圍壁各自連接有用于驅(qū)使其活動的水平加載機(jī)構(gòu)，實(shí)驗缸的上方設(shè)有加載體，加載體連接有豎向加載機(jī)構(gòu)；所述超聲波系統(tǒng)包括分設(shè)于固定圍壁和底壁上的超聲波發(fā)射點(diǎn)和與超聲波發(fā)射點(diǎn)相對的設(shè)在對應(yīng)的活動圍壁和加載體上的超聲波接收點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巖強(qiáng)度分布測試裝置，其特征在于，所述水平加載機(jī)構(gòu)為固定設(shè)置在對應(yīng)活動圍壁外側(cè)的液壓伸縮機(jī)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤巖強(qiáng)度分布測試裝置，其特征在于，所述活動圍壁的外側(cè)設(shè)有敞口的箱座，所述箱座的開口朝向?qū)?yīng)的活動圍壁，活動圍壁的外側(cè)面上設(shè)有與對應(yīng)的箱座插接配合的插板，所述插板與對應(yīng)的箱座在相應(yīng)活動圍壁的活動方向上導(dǎo)向配合，所述液壓伸縮結(jié)構(gòu)由所述插板與對應(yīng)的箱座構(gòu)成。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤巖強(qiáng)度分布測試裝置，其特征在于，所述活動圍壁上的插板及與之對應(yīng)的箱座中的一個上開設(shè)有供另一個插入的插槽，箱座與對應(yīng)的插舌之間通過所述插槽插接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的煤巖強(qiáng)度分布測試裝置，其特征在于，所述固定圍壁和活動圍壁各有兩個，兩個固定圍壁相鄰且二者之間具有90°的夾角，每個固定圍壁和底壁上的超聲波發(fā)射點(diǎn)各有兩個以上，每個固定圍壁和底壁上的超聲波發(fā)射點(diǎn)都均布設(shè)置。

6.煤巖強(qiáng)度分布分析系統(tǒng)，其特征在于，包括測試裝置及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，測試裝置包括超聲波系統(tǒng)及用于容納實(shí)驗樣品的實(shí)驗缸，所述實(shí)驗缸包括底壁和圍壁，所述圍壁包括兩個以上固定圍壁以及與所述固定圍壁相對設(shè)置并可沿直線遠(yuǎn)離或靠近與之相對的固定圍壁的活動圍壁，所述活動圍壁各自連接有用于驅(qū)使其活動的水平加載機(jī)構(gòu)，實(shí)驗缸的上方設(shè)有加載體，加載體連接有豎向加載機(jī)構(gòu)；所述超聲波系統(tǒng)包括分設(shè)于固定圍壁和底壁上的超聲波發(fā)射點(diǎn)和與超聲波發(fā)射點(diǎn)相對的設(shè)在對應(yīng)的活動圍壁和加載體上的超聲波接收點(diǎn)；所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括用于記錄所述超聲波系統(tǒng)的信號并將其轉(zhuǎn)換為實(shí)驗樣品強(qiáng)度參數(shù)的數(shù)據(jù)采集軟件以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件，所述數(shù)據(jù)采集軟件及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件位于一個計算機(jī)中，所述計算機(jī)連接有用于顯示實(shí)驗樣品強(qiáng)度參數(shù)的顯示器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤巖強(qiáng)度分布分析系統(tǒng)，其特征在于，所述水平加載機(jī)構(gòu)為固定設(shè)置在對應(yīng)活動圍壁外側(cè)的液壓伸縮機(jī)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤巖強(qiáng)度分布分析系統(tǒng)，其特征在于，所述活動圍壁的外側(cè)設(shè)有敞口的箱座，所述箱座的開口朝向?qū)?yīng)的活動圍壁，活動圍壁的外側(cè)面上設(shè)有與對應(yīng)的箱座插接配合的插板，所述插板與對應(yīng)的箱座在相應(yīng)活動圍壁的活動方向上導(dǎo)向配合，所述液壓伸縮結(jié)構(gòu)由所述插板與對應(yīng)的箱座構(gòu)成。

9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任意一項所述的煤巖強(qiáng)度分布分析系統(tǒng)，其特征在于，所述固定圍壁和活動圍壁各有兩個，兩個固定圍壁相鄰且二者之間具有90°的夾角，所述每個固定圍壁和底壁上的超聲波發(fā)射點(diǎn)各有兩個以上，每個固定圍壁和底壁上的超聲波發(fā)射點(diǎn)都均布設(shè)置。

10.用權(quán)利要求6所述的裝置分析煤巖強(qiáng)度分布的方法，其特征在于，包括以下步驟：1）將實(shí)驗樣品放置于實(shí)驗缸中；2）開啟超聲波系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，記錄實(shí)驗前的聲波情況；3）開啟水平加載機(jī)構(gòu)并逐漸增大加載負(fù)荷到設(shè)定值；4）在不同的水平加載負(fù)荷下開啟豎向加載機(jī)構(gòu)；5）通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)記錄超聲波信號并計算，將超聲波信號轉(zhuǎn)換為實(shí)驗樣品強(qiáng)度參數(shù)；6）通過步驟5）的計算結(jié)果分析不同變形階段實(shí)驗樣品強(qiáng)度分布情況。