[實用新型]瓦斯抽放調控隧道開挖面穩定的模擬系統

有效

• 申請號: 201922016054.8
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN210533735U
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 張軍偉;楊哲;郭亮;紀佑軍
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01D21/02
• 代理公司: 成都四合天行知識產權代理有限公司 51274
• 代理人: 馮龍;王記明

1.瓦斯抽放調控隧道開挖面穩定的模擬系統，其特征在于：包括模型箱(1)、處理器和設于所述模型箱(1)內的支護結構(2)，所述支護結構(2)為實心結構，支護結構(2)軸向上的兩個端面為隧道開挖面(3)，所述隧道開挖面(3)的形狀為上半部分為拱形，下半部分為矩形；其中一面所述的隧道開挖面(3)與模型箱(1)前側壁相抵，另一面隧道開挖面(3)周圍設有若干個應變片(12)；所述模型箱(1)前側壁上與隧道開挖面(3)對應的位置設有一個貫穿其前后端面的隧道開挖口(4)；所述支護結構(2)外表面設有若干個土壓力盒(10)，所述模型箱(1)內表面設有若干個位移傳感器(11)，模型箱(1)頂部設有若干個連通模型箱(1)內部空間和外部空間的瓦斯通氣閥(9)；所述模型箱(1)外設有瓦斯抽放泵(8)和氣體加壓泵(7)，模型箱(1)內填充有巖土模擬材料，所述氣體加壓泵(7)通過管道與所述瓦斯通氣閥(9)連接；所述瓦斯抽放泵(8)用于在隧道開挖面(3)上鉆出抽放鉆孔后，瓦斯抽放泵(8)通過管道與抽放鉆孔連接，瓦斯抽放泵(8)與氣體加壓泵(7)處的管道上均設有瓦斯流量計(13)；所述土壓力盒(10)、位移傳感器(11)、瓦斯流量計(13)和應變片(12)分別與處理器連接，其中：

土壓力盒(10)用于測量模擬過程中支護結構表面壓力變化，并將其傳輸到處理器；

位移傳感器(11)用于測量模擬前后隧道開挖面(3)的水平位移數據和支護結構的變形量數據，并將其傳輸到處理器；

應變片(12)用于測量模擬過程中隧道開挖面(3)的應力大小，并將其傳輸到處理器；

瓦斯流量計(13)用于測量通過氣體加壓泵(7)和瓦斯抽放泵(8)的瓦斯流量數據，并將其傳輸到處理器；

處理器連接有顯示器，用于接收土壓力盒(10)、位移傳感器(11)、瓦斯流量計(13)和應變片(12)傳輸的數據并通過顯示器顯示出來。

2.根據權利要求1所述的瓦斯抽放調控隧道開挖面穩定的模擬系統，其特征在于：所述隧道開挖口(4)與所述隧道開挖面(3)形狀一致，隧道開挖口(4)處設有輔助鉆孔裝置(5)；所述輔助鉆孔裝置(5)形狀與所述隧道開挖口(4)形狀一致，輔助鉆孔裝置(5)上設有若干個貫穿輔助鉆孔裝置(5)的預設鉆孔(6)。

3.根據權利要求2所述的瓦斯抽放調控隧道開挖面穩定的模擬系統，其特征在于：所述模型箱(1)外連接有導軌(19)，所述導軌(19)設于隧道開挖口(4)處，所述輔助鉆孔裝置(5)設于導軌(19)的滑槽上并能沿滑槽滑動。

4.根據權利要求3所述的瓦斯抽放調控隧道開挖面穩定的模擬系統，其特征在于：所述輔助鉆孔裝置(5)底部設有安裝板(20)，所述安裝板(20)上設有固定孔，所述導軌(19)的滑槽上設有螺孔(21)。

5.根據權利要求3所述的瓦斯抽放調控隧道開挖面穩定的模擬系統，其特征在于：所述模型箱(1)、管道和導軌(19)均采用防爆型材料制成。

6.根據權利要求1所述的瓦斯抽放調控隧道開挖面穩定的模擬系統，其特征在于：所述模型箱(1)為雙層結構，模型箱(1)內層設有若干個通氣孔(18)。

7.根據權利要求6所述的瓦斯抽放調控隧道開挖面穩定的模擬系統，其特征在于：所述模型箱(1)的頂板可移動，頂板與模型箱(1)側壁之間設有密封墊，模型箱(1)頂部設有反力裝置，所述反力裝置包括反力拉桿(17)和千斤頂(16)，所述反力拉桿(17)固定于模型箱(1)外，所述千斤頂(16)設于反力拉桿(17)上，所述千斤頂(16)的伸縮桿與模型箱(1)的頂板相抵。

8.根據權利要求1所述的瓦斯抽放調控隧道開挖面穩定的模擬系統，其特征在于：還包括若干根支護架(14)，所述支護結構(2)通過支護架(14)固定在所述模型箱(1)內。