[發明專利]一種用于煤矸石顆粒沖擊的實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201710127243.5
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106885744B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 李勇慶;張士奇;李旭;楊揚;胡延清;程夢溪;張徳彪;王亮
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N3/307
• 分類號: G01N3/307;G01N3/06
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 申傳曉

1.一種用于煤矸石顆粒沖擊的實驗裝置，其包括煤矸石放料機構，其特征在于，煤矸石放料機構一側設置有沖擊機構，沖擊機構用于沖擊煤矸石放料機構內放置的煤矸石顆粒；上述煤矸石放料機構包括底座，底座上設置有豎直布置的升降油缸，升降油缸的上端設置有料斗支撐臺，料斗支撐臺上鉸接有料斗，料斗的前端鉸接有一料斗調節油缸，料斗調節油缸的另一端鉸接在料斗支撐臺上，料斗的一側設置有斗門，斗門上配置有斗門開關油缸；上述沖擊機構的沖擊靶板與上述斗門相適配；

上述沖擊機構包括設置在上述底座一側的基座，基座上端與上述沖擊靶板的一端相鉸接，沖擊靶板的另一端通過角度調節油缸鉸接在上述基座上；

上述煤矸石放料機構、沖擊機構均與一控制中心通信連接，控制中心包括布置在沖擊靶板上的振動傳感器與布置在基座上的聲傳感器，振動傳感器、聲傳感器均與一信號收集卡通信連接，信號收集卡與一工控機通信連接；

上述煤矸石放料機構配置有一CT掃描儀，該CT掃描儀與上述控制中心通信連接。

2.一種使用如權利要求1所述實驗裝置的方法，其包括以下步驟：

當進行單顆粒沖擊試驗時，先將試驗用煤顆粒或者矸石顆粒置于CT掃描儀進行掃描，確定內部裂隙的微觀參數，將掃描后的巖石置于煤矸石放料機構內，并通過調節升降油缸使料斗提升到指定高度，控制沖擊靶板和料斗的角度，確定沖擊條件，打開料斗的斗門，進行沖擊試驗，利用振動傳感器檢測振動信號，分析煤顆粒或者矸石顆粒之沖擊靶板振動信號的區別；

然后分別實驗不同高度、靶板角度、沖擊位置、靶板厚度、振動傳感器位置條件下振動信號的區別，確定利用沖擊信號阻尼特征實現煤矸的識別；

然后將沖擊后的煤顆粒或者矸石顆粒進行CT掃描，通過沖擊前后裂隙微觀參數對比，以及試驗與數值模擬裂隙參數對比，得到煤顆粒或者矸石顆粒的沖擊阻尼特征產生機理；

或者當進行顆粒群沖擊試驗時，將試驗用煤顆粒群或者矸石顆粒群放置在煤矸石放料機構內，依據預設沖擊條件，利用高速攝像機記錄沖擊過程并檢測振動信號，高速攝像機記錄的數據和振動信號用于與數值模擬結果宏觀現象的對比，同時振動信號還用于確定沖擊過程的接觸阻尼，進行煤矸辨識；然后將煤顆粒群或者矸石顆粒群依次同時置于料斗內，進行沖擊試驗，觀測沖擊由煤變成矸石時振動信號的變化，得到煤顆粒或者矸石顆粒的沖擊阻尼特征產生機理。