[發明專利]覆巖破斷巖塊之間裂隙發育監測實驗數據采集方法

有效

• 申請號: 201810248813.0
• 申請日: 2018-03-25
• 公開（公告）號: CN108387455B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 聶堯
• 申請（專利權）人: 聶堯
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

本發明公開了一種覆巖破斷巖塊之間裂隙發育監測實驗數據采集方法，其采用的實驗裝置包括支撐機構、加卸載機構，裂隙發育監測機構和監控計算機，支撐機構包括底板、底座和支柱，底板頂部從下到上設置有多層相似材料模具；加卸載機構包括吊板、多個液壓油缸、加卸載控制系統和加卸壓板；裂隙發育監測機構包括X軸裂隙發育監測機構、Y軸裂隙發育監測機構、Z軸裂隙發育監測機構和裂隙發育監測控制系統。本發明設計新穎合理，實現方便，實驗效率高，實驗操作方便，能夠對覆巖材料破斷巖塊之間的裂隙發育特征進行全方位監測數據采集，可靠性高，人為誤差小，監測結果可靠，實用性強，便于推廣使用。

技術領域

本發明屬于采礦工程技術領域，具體涉及一種覆巖破斷巖塊之間裂隙發育監測實驗數據采集方法。

背景技術

采礦活動會引起上覆巖層的垮落，覆巖裂隙發育特征與覆巖垮落規律密切相關。目前，運用相似模擬材料進行實驗室尺度下覆巖運移規律探究已成為一種重要的研究方法，該方法可在實驗室內再現采礦工程活動對地表及覆巖采動的影響，實驗室探究覆巖垮落規律對礦山實際開采具有重要指導意義。

礦山災害中，瓦斯事故、頂板突水事故為礦山災害中典型兩大災害，其所造成的危害極大，礦層開采后覆巖垮落過程中所形成的破斷巖塊之間的裂隙是瓦斯及頂板水運移主要通道，裂隙的發育特征將對瓦斯聚集程度、頂板水運移難度產生重大影響。現有多數相似模擬試驗臺可在實驗室內探究三維條件下礦層開采覆巖運移規律；其不足在于未能探究覆巖受采動影響時覆巖破斷巖塊之間的裂隙發育特征，而覆巖破斷巖塊之間的裂隙發育特征對于瓦斯事故、頂板突水事故防治具有重要意義，因而急需要一種既能探究受采動影響覆巖垮落運移規律，又能探究到覆巖破斷巖塊之間裂隙發育特征的一種裝置。研究人員發現，地質雷達探測儀探測方法與地震方法具有相似之處，二者均采用脈沖源激發波場，雷達波與地震波在地下介質中傳播均滿足波動方程，二者都是通過記錄來自目標介質內部物性(電性或彈性)分界面上的反射波或投射波來探查介質體內部結構或確定目標體位置。由于雷達波與地震波在運動學上的相似性，地質雷達探測儀探測的數據能夠通過現有技術中地震勘探中已發展成熟的數據處理與顯示技術來處理和顯示，如果采用地質雷達探測儀檢測相似材料模擬的覆巖破斷巖塊之間的裂隙發育數據，再結合地震勘探中已發展成熟的數據處理與顯示技術來處理和顯示數據，將能夠得到裂隙發育情況，但是，現有技術中還沒有采用地質雷達監測儀進行覆巖破斷巖塊之間裂隙發育實驗室監測的裝置和數據采集方法。

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，提供一種結構簡單、設計新穎合理、實現方便、實驗效率高、實驗操作方便、可靠性高、人為誤差小、監測結果可靠、實用性強、便于推廣使用的覆巖破斷巖塊之間裂隙發育監測實驗裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種覆巖破斷巖塊之間裂隙發育監測實驗裝置，其特征在于：包括支撐機構、加卸載機構，裂隙發育監測機構和監控計算機，所述支撐機構包括底板、連接在底板底部的底座和連接在底板頂部的支柱，所述底板頂部從下到上設置有多層用于對相似材料進行成型以模擬覆巖破斷巖塊的相似材料模具，所述相似材料模具與支柱可拆卸連接；

所述加卸載機構包括設置在所述相似材料模具上方且與支柱固定連接的吊板和均勻連接在吊板底部的多個液壓油缸，以及為多個液壓油缸提供液壓動力的液壓系統和用于控制加卸載的加卸載控制系統，多個所述液壓油缸的活塞桿底部連接有用于將多個液壓油缸的壓力均勻施加在模擬的覆巖破斷巖塊上的加卸壓板；所述加卸載控制系統包括加卸壓控制器，所述加卸壓控制器的輸入端接有加卸載機構啟動按鈕、加卸載機構關閉按鈕、加壓控制按鈕和卸壓控制按鈕，所述液壓系統與加卸壓控制器的輸出端連接；