[發明專利]卸壓窗口可調型三軸加載樣品缸及其實驗方法

有效

• 申請號: 201910094722.0
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109708953B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 賈炳;黃戰峰;萬祥云;苗向醫;孫蘭會;彭榮富;田好敏;王文軍
• 申請（專利權）人: 河南城建學院
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/12
• 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

卸壓窗口可調型三軸加載樣品缸，包括上加載頭、下加載頭、四方體樣品缸、卸壓窗口調節系統和加壓系統，四方體樣品缸包括前側板、后側板、左側板、右側板和底板，四方體樣品缸的頂部敞口，后側板、右側板和底板一體成型，底板的下表面固定連接在下加載頭的上表面，左側板沿左右方向滑動連接在底板的上側面，前側板為左右伸縮的兩級板，前側板設在左側板與右側板之間，前側板沿前后方向滑動連接在底板的上側面，卸壓窗口調節系統安裝在左側板上，左側板的左側面和前側板的前側面分別連接有若干液壓推拉機構，各個液壓推拉機構分別與加壓系統連接。本發明設計科學、結構合理、能夠在三軸方向對樣品加載、可單側卸壓并調節卸壓窗口大小。

技術領域

本發明涉及煤巖樣品三軸加載單側卸壓破壞特征測試實驗技術領域，具體的說，涉及一種卸壓窗口可調型三軸加載樣品缸及其實驗方法。

背景技術

我國煤礦地質條件復雜，尤其是隨著煤礦開采深度的增加，煤礦災害事故的強度、頻度增大。為此，加強煤巖破壞特征及破壞機理的研究，對提高煤礦災害事故預測的準確度，減少煤礦事故的發生具有重要意義。

為了對煤巖破壞特征、破壞機理進行研究，一些學者分別采用理論分析、數值模擬、實驗室測試、現場測試等方法開展相關研究。經過長期的研究證實：實驗室測試和現場測試結果更接近于生產實際。但是，由于煤礦災害發生時間的不確定性、突發性以及發生條件的不可控性等特點，在現場很難對一次完整的破壞過程進行測試，并進行針對性分析。為此，對于煤巖破壞特征的研究，主要是以實驗室研究為主。

煤礦事故的發生大多是由于采掘活動的影響，造成煤巖一側突然卸壓、不均勻卸壓，導致大量煤巖體在應力、瓦斯、煤體結構綜合作用下從卸壓側大量涌入采掘空間。為此諸多學者開展了大量卸圍壓、卸軸壓的實驗測試，但是這些測試裝置并不能測試煤巖單側卸壓時的破壞特征。為此，迫切需要一種能對單側卸壓時破壞特征，尤其是不同卸壓窗口大小條件下的破壞特征進行測試的裝置，這對研究煤與瓦斯突出過程煤巖破壞特征，尤其是深部煤巖破壞特征具有重要的指導，對揭示深部煤礦煤與瓦斯突出機理具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種設計科學、結構合理、能夠在三軸方向對樣品加載、可單側卸壓并調節卸壓窗口大小的卸壓窗口可調型三軸加載樣品缸及其實驗方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

卸壓窗口可調型三軸加載樣品缸，包括上加載頭、下加載頭、四方體樣品缸、卸壓窗口調節系統和加壓系統，上加載頭、下加載頭和四方體樣品缸均垂直設置，四方體樣品缸包括前側板、后側板、左側板、右側板和底板，四方體樣品缸的頂部敞口，前側板、后側板、左側板和右側板均垂直設置，底板水平設置，后側板、右側板和底板一體成型，底板的下表面固定連接在下加載頭的上表面，左側板的下側邊沿左右方向滑動連接在底板的上側面，前側板為左右伸縮的兩級板，前側板設在左側板與右側板之間，前側板的下側邊沿前后方向滑動連接在底板的上側面，卸壓窗口調節系統安裝在左側板上，卸壓窗口調節系統包括垂直控制窗口和水平控制窗口，垂直控制窗口和水平控制窗口均開設在左側板內中部，垂直控制窗口設在水平控制窗口的右側，垂直控制窗口的中間部分和水平控制窗口的中間部分左右對應貫通，垂直控制窗口內設有一塊上豎直平板和一塊下豎直平板，上豎直平板和下豎直平板相對垂直滑動在垂直控制窗口內，水平控制窗口內設有一塊前豎直平板和一塊后豎直平板，前豎直平板和后豎直平板相對前后水平滑動在水平控制窗口內，左側板上設有分別驅動上豎直平板和下豎直平板上下垂直滑動的垂直動力機構、驅動前豎直平板和后豎直平板前后水平滑動的水平動力機構，左側板的左側面和前側板的前側面分別連接有若干液壓推拉機構，各個液壓推拉機構分別與加壓系統連接。

前側板包括左滑動板和右滑動板，右滑動板的下側邊沿前后方向滑動連接在底板的上側面，右滑動板的內部開設有滑槽盲孔，滑槽盲孔沿左右方向設置且左側敞口，左滑動板的右側伸入到滑槽盲孔中且沿左右方向滑動連接在滑槽盲孔中，左滑動板的右側邊與滑槽盲孔內底部之間連接有壓縮彈簧，左滑動板的左側邊沿前后方向滑動連接在底板的上側面。