[實用新型]層狀巖石介質聲發射傳播特性測試裝置

有效

• 申請號: 201620084835.4
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN205384079U
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 袁瑞甫;喬卿付;侯志強;劉銀先;魏曉
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01H5/00
• 分類號: G01H5/00;G01H17/00;G01N29/04
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

技術領域

本實用新型屬于礦山微震震源試驗測試領域，具體涉及一種層狀巖石介質聲發射傳播特性測試裝置。

背景技術

在自然地震、工程爆破、爆炸等震動事件中，其中一部分能量必然轉化為震動波的形式，它會以震源為中心向周圍傳播。對采集到的礦山微震信號進行分析和處理，并以此來確定礦山微震信號初至波到達時刻的技術稱為初至波拾取技術；礦山微震信號初至波拾取是震動研究中非常關鍵和重要的問題；在震源定位中，準確快捷的拾取到初至波的時刻是進行準確震源定位或信號分析的基礎；層狀巖體是煤系地層中最常見的巖體賦存形式，由于其類似橫觀各向同性介質，即不同于均勻介質，又比完全各種異性介質簡單，因此研究彈性波在層狀介質中的傳播特性，并利用波形特征的多參數變化，可以改進現有的煤礦礦山微震震源定位方法，提高震源定位精度；

常用的定位方法都是以不同位置傳感器接收到波的到達時刻來進行定位，但由于復雜層狀介質中不同方位波的傳播速度不同，因此僅利用到時時差進行定位必然會導致定位位置不準確，甚至常見現場微震監測設備將微震事件定位到了地表以上或者煤層以下很遠的位置，嚴重影響了利用微震信號進行巖體穩定性分析的效果。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供了一種在實驗室測試聲發射應力波在層狀介質中傳播規律研究，掌握應力波在層狀巖石介質中的傳播、衰減特性與規律，并利用波形特征的多參數變化改進現有的微震震源定位方法的層狀巖石介質聲發射傳播特性測試裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：層狀巖石介質聲發射傳播特性測試裝置，包括數據采集系統、測試反力框架、支撐板、墊板和推壓板件，測試反力框架包括框架底梁、中間拉板、框架頂梁和立柱板，框架底梁和框架頂梁上下對應且平行設置，立柱板設有四塊，中間拉板設有兩塊，四塊立柱板和兩塊中間拉板的上端均與框架頂梁連接，四塊立柱板和兩塊中間拉板的下端均與框架底梁連接，其中一塊中間拉板和兩塊立柱板位于框架頂梁和框架底梁的前側，另一塊中間拉板和兩塊立柱板位于框架頂梁和框架底梁的后側，中間拉板位于同側的兩塊立柱板之間，前側的立柱板和后側的立柱板前后一一對應設置，兩塊中間拉板前后對應設置；框架頂梁、框架底梁和四塊立柱板合圍成測試安裝空間；支撐板設有兩塊，框架底梁左右兩側均設有穿孔，兩塊支撐板自前向后分別插設在一個穿孔中并與框架底梁固定連接；測試安裝空間內自上而下依次設有加壓油缸、巖石試件和墊板，巖石試件頂部、巖石試件與墊板之間均設有橡膠均壓板，加壓油缸設有四個，四個加壓油缸的缸體端部并排間隔且垂直固定在框架頂梁底部，四個加壓油缸的活塞桿下端頂壓在位于巖石試件上方的橡膠均壓板上；推壓板件設有四組并且分別設置在一塊立柱板上，推壓板件分別頂壓在巖石試件的前側面和后側面；數據采集系統包括聲發射信號采集儀和聲發射傳感器，聲發射傳感器設置在巖石試件上，聲發射傳感器通過信號線路與聲反射信號采集儀連接。

推壓板件包括槽鋼、橡膠推壓塊和緊固螺栓，立柱板上設有第一通孔，槽鋼的腹板上設有第二通孔和定位螺母，第一通孔、第二通孔和定位螺母同軸線對應設置，橡膠推壓塊設在槽鋼的凹槽內并凸出與所述凹槽，緊固螺栓依次穿過第一通孔、定位螺母和第二通孔后頂壓在橡膠推壓塊表面上，緊固螺栓與定位螺母螺紋連接，橡膠推壓塊壓接在巖石試件外表面。

支撐板底部沿前后方向均勻設有至少兩塊墊塊，墊塊下表面低于或平齊于框架底梁下表面。

采用上述技術方案，本實用新型具有以下有益效果：層狀巖石介質聲發射傳播特性測試裝置模擬了地下巖層復雜層狀介質的真實存在狀態，為復雜層狀介質聲發射傳播試驗進行奠定了試驗條件，本裝置選用不同聲發射傳感器裝配在巖石試件上，可以收集波的振幅、能量、頻率的差別，這些參數的變化反映了波通過傳播介質的特性，通過微震信號層狀介質傳播特性試驗，進一步分析建立復雜層狀介質的多參數定位方法；層狀巖石介質聲發射傳播特性測試裝置具有以下有益效果：根據不同巖石試樣的高度，墊板可調整設置若干塊；橡膠均壓板使巖石試樣承受均勻的壓力，推壓板件用于模擬巖石試樣周圍的地層壓力，加壓油缸在巖石試件頂部模擬初始原巖應力；支撐板對測試反力框架起平衡作用，支撐板底部的墊塊使支撐板受力均勻；中間拉板加強了測試反力框架的牢固性；