[發明專利]一種探究回采煤體能量傳遞和引導規律的試驗裝置

有效

• 申請號: 201810758034.5
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN108982267B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 肖福坤;侯志遠;劉剛;遲學海;蔣元男;劉志軍
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技大學
• 主分類號: G01N3/48
• 分類號: G01N3/48;G01N3/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種探究回采煤體能量傳遞和引導規律的試驗裝置，涉及沖擊地壓研究領域。為了解決基于標準剛性壓力機不能進行全面的沖擊地壓能量方面研究的問題。本發明的底座上設有滑道，滑道上依次設置橫向剛性加載壓板、縱向位移引伸計、剛性加載底臺和橫向位移引伸計；第二剛性立柱與底座相接的一端設有自由空間；縱向位移引伸計測量剛性加載側臺的縱向位移；橫向位移引伸計測量剛性加載底臺的橫向位移；剛性加載側臺通過鋼絲繩經過滑輪組與配重鐵連接；剛性橫梁上設有縱向伺服加載裝置，第一立柱上設有橫向伺服加載裝置；聲發射探頭布置在煤體同一側表面上，紅外熱像監測系統設置在煤體的一側。本發明適用于沖擊地壓的研究。

技術領域

本發明涉及沖擊地壓研究領域，具體涉及一種探究能量傳遞和引導規律的試驗裝置。

背景技術

近年來，隨著我國煤炭資源開采深度和開采范圍的增大，沖擊地壓問題日漸突出，沖擊地壓發生往往伴隨著大量的人員傷亡和大量的設備損壞，并且沖擊地壓發生的瞬時性比較強很難預防，已經成為制約我國煤炭資源安全高效開采的關鍵問題。而沖擊地壓發生的主要原因是煤炭資源在回采過程中，隨著采深增加和開采擾動影響煤壁內不斷積聚彈性能直至超過某一點承受極限而引起煤壁能量瞬間釋放的結果。所以可以探究荷載下能量在煤壁內的傳遞規律，并根據能量的傳遞規律人為的對能量進行引導防止局部能量積聚過高，以達到防治沖擊地壓發生的目的。掌握能量在煤壁內的傳遞規律對防治沖擊地壓的發生將具有十分重要的意義。

目前沖擊地壓能量方面的研究基本都是從能量失穩與能量耗散角度研究出發，并且都是以試樣的形式在標準剛性壓力機上進行的。僅把煤體視為一個單元體在壓力機上研究其能量失穩問題顯示是不全面的。

發明內容

本發明為了解決目前基于標準剛性壓力機不能進行全面的沖擊地壓能量方面研究的問題。進而提供了一種探究回采煤體能量傳遞和引導規律的試驗裝置。

一種探究回采煤體能量傳遞和引導規律的試驗裝置，包括：底座、第一立柱、第二剛性立柱、剛性橫梁、滑道、橫向剛性加載壓板、縱向位移引伸計、剛性加載底臺、橫向位移引伸計、剛性加載側臺、鋼絲繩、滑輪組、配重鐵、若干縱向伺服加載裝置、與縱向伺服加載裝置數量相等的縱向加載連桿、與縱向伺服加載裝置數量相等的縱向壓力傳感器、與縱向伺服加載裝置數量相等的剛性加載壓頭、若干橫向伺服加載裝置、與橫向伺服加載裝置數量相等的橫向加載連桿、數量相等的橫向壓力傳感器、縱向電液伺服壓力泵、橫向電液伺服壓力泵、縱向電液伺服管線、橫向電液伺服管線、聲發射監測系統、紅外熱像監測系統；

所述底座一端垂直設置第一立柱，底座另一端垂直設置第二剛性立柱，剛性橫梁設置在第一立柱和第二剛性立柱的上方；

第一立柱與第二剛性立柱之間、底座上設有滑道，自第一立柱向第二剛性立柱的方向上、滑道上依次設置橫向剛性加載壓板、縱向位移引伸計、剛性加載底臺和橫向位移引伸計；

第二剛性立柱與底座相接的一端設有一個缺口，形成自由空間，為剛性加載底臺向第二剛性立柱移動時提供空間；

所述縱向位移引伸計與剛性加載側臺連接，用于測量剛性加載側臺的縱向位移；自由空間內還設有橫向位移引伸計，橫向位移引伸計與剛性加載底臺連接，用于測量剛性加載底臺的橫向位移；

所述剛性加載側臺通過鋼絲繩經過滑輪組與配重鐵連接；所述配重鐵的重量等于剛性加載側臺的重量；同時剛性加載側臺的下端能夠擠壓剛性加載底臺一端端頭側面；

所述若干縱向伺服加載裝置設置在剛性橫梁上，且穿過剛性橫梁；縱向加載連桿分別設置在每個縱向伺服加載裝置上，縱向伺服加載裝置驅動縱向加載連桿運動；加載連桿下方端頭分別設有剛性加載壓頭，所述剛性加載壓頭并排設置在煤體正上方；靠近第一立柱一側的剛性加載壓頭壓在煤體上方的同時，壓在剛性加載側臺的上端面上；縱向加載連桿上對應設置縱向壓力傳感器，用于測量縱向加載連桿施加給煤體的壓力；