[發明專利]一種煤巖滲流演化規律測量裝置與方法

有效

• 申請號: 201711030070.1
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107817203B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 趙栓峰;王文波;郭衛
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N27/04
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明公開了一種煤巖滲流演化規律測量裝置與方法，該裝置包括煤巖電阻率測量裝置、2N個測量電極、對2N個測量電極進行支撐的電極支撐機構和帶動電極支撐機構進行上下升降的電動升降機構，所述電動升降機構與電極支撐機構之間進行傳動連接，所述電極支撐機構套裝在被測試件外側；2N個所述測量電極沿圓周方向呈均勻布設，2N個所述測量電極分上下兩組進行布設；該方法包括步驟：步驟一、參數設定；步驟二、測量前準備工作；步驟三、煤巖滲流演化規律測量。本發明通過在電極支撐機構上沿圓周方向布設的2N個測量電極對被測試件因水的滲透引起的電阻率變化進行簡便、準確測量，實現對現場煤巖樣本滲流演化規律的簡便、準確且實時測量。

技術領域

本發明屬于煤巖滲流參數測量技術領域，尤其是涉及一種煤巖滲流演化規律測量裝置與方法。

背景技術

巖體工程大多數不是賦存于單一的地質環境中,而是處于復雜的多場環境下，如:應力場、滲流場、溫度場以及水化學場等。研究滲流問題時，將壓力相等的點連成線即等壓線，與等壓線垂直的線為流線，等壓線和流線所組成的圖稱為滲流的水動力學場圖，也可以叫做滲流場。滲流問題是工程中的常見問題，因滲流導致的工程事故也很多。傳統確定滲流參數(也稱滲流場參數)的方法，往往通過現場水壓實驗并利用J.Dupuit公式或C.V.Thesis公式解析求解實際的滲流場參數。但是，這兩個公式只有在滲流介質和便捷條件都比較簡單的情況下才適用，在工程實際中，滲流介質和邊界條件都比較復雜，尤其是在非均勻介質各向異性的巖體中，想通過解析公式求解更加困難。工程客觀存在的隨機因素(如水頭和滲透系數的隨機性)會導致滲流測量數據的隨機性，使數據測量具有不確定性，且無法確定滲流的分布參數。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種煤巖滲流演化規律測量裝置，通過在電極支撐機構上沿圓周方向布設的2N個測量電極對被測試件因水的滲透引起的電阻率變化進行簡便、準確測量，實現對現場煤巖樣本滲流演化規律的簡便、準確且實時測量。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種煤巖滲流演化規律測量裝置，其特征在于：包括煤巖電阻率測量裝置、2N個測量電極、對2N個所述測量電極進行支撐的電極支撐機構和帶動所述電極支撐機構進行上下升降的電動升降機構，所述電動升降機構與所述電極支撐機構之間進行傳動連接，所述電極支撐機構套裝在被測試件外側；其中，N為正整數且N≥6；所述電極支撐機構包括上支撐環、位于上支撐環正下方的下支撐環和將上支撐環與下支撐環緊固連接為一體的連接結構，所述上支撐環與下支撐環均呈水平布設且二者均為套裝在被測試件外側的圓環，所述上支撐環與下支撐環均與被測試件呈同軸布設，所述被測試件為呈豎直向布設的圓柱形試件，所述上支撐環和下支撐環的內徑均大于被測試件的直徑；2N個所述測量電極沿圓周方向呈均勻布設，2N個所述測量電極分兩組進行布設，兩組所述測量電極分別布設在上支撐環和下支撐環上，每組所述測量電極均包括N個沿圓周方向均勻布設的測量電極，每組所述測量電極中的N個所述測量電極均位于同一水平面上；兩組所述測量電極中的測量電極呈交錯布設；所述上支撐環和下支撐環上均設置有N個對測量電極進行前后移動的電動移動座，N個所述電動移動座沿圓周方向均勻布設于同一水平面上，每個所述測量電極均安裝于一個所述電動移動座上。

上述一種煤巖滲流演化規律測量裝置，其特征是：所述上支撐環與下支撐環的結構和尺寸均相同。

上述一種煤巖滲流演化規律測量裝置，其特征是：2N個所述測量電極的結構和尺寸均相同；所述測量電極為柱狀電極。

上述一種煤巖滲流演化規律測量裝置，其特征是：2N個所述測量電極均呈水平布設。

上述一種煤巖滲流演化規律測量裝置，其特征是：還包括導線盤；

每個所述測量電極的外端均裝有用于與被測試件緊密接觸的導電套，每個所述測量電極的內端均通過第一導線與煤巖電阻率測量裝置連接；