[發明專利]一種煤巖抗張強度致裂實驗探頭及裝配方法

在審

• 申請號: 202010054399.7
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111175125A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 翟曉榮;畢堯山;王廣濤;胡儒;吳基文;戚翔;劉偉
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N3/12
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發明屬于煤礦生產技術領域，公開了一種煤巖抗張強度致裂實驗探頭及裝配方法，氣脹管內部套設有無縫鋼管，無縫鋼管外側左端開設有通孔，無縫鋼管左端一體成型有滑動套管內管，滑動套管內管外側套設有位于氣脹管內側的滑動套管，無縫鋼管右端一體成型有液壓油泵接頭，滑動套管內管外側左端開設有多道密封圈卡槽，密封圈卡槽內卡設有密封圈。本發明采用活塞式結構不受煤巖結構及厚度限制，采用氣脹管為膨脹體，承壓可達5MPA以上，采用套筒致裂法對煤巖抗張強度進行了系統的測試，系統地分析了煤巖抗張強度值的分布特征，評價了煤巖抗張強度的差異性及其形成原因，為地下工程應用煤巖的抗張強度指標提供科學依據。

技術領域

本發明屬于煤礦生產技術領域，尤其涉及一種煤巖抗張強度致裂實驗探頭及裝配方法。

背景技術

目前，業內最接近的現有技術是：在煤礦生產及防治水工作中，合理留設防隔水煤柱對煤礦安全生產和合理開發煤炭資源都是十分重要的。防隔水煤柱的留設計算中，煤層抗張強度是最重要的計算參數之一，其值的大小直接影響到煤柱的尺寸。抗張強度值小，則所需煤柱寬度大，造成資源浪費；反之，則存在安全隱患，對開采不利。

現有致裂法對煤巖進行致裂實驗缺點是受煤巖結構及厚度的限制，一個探頭只能對應與其相同厚度的煤巖，若遇到不同厚度的煤巖則需要準備與其厚度相等的探頭實驗成本大大提高，現有探頭使用普通橡膠管承壓小，有效膨脹范圍小，耐壓最大2MPA，對于松軟結構煤巖可滿足要求，但對于完整結構煤巖其測試范圍遠遠達不到實驗要求。

綜上所述，現有技術存在的問題是：(1)現有致裂法對煤巖進行致裂實驗受煤巖結構及厚度的限制，不同厚度的煤巖則需要準備多個不同的探頭，實驗成本大大提高。

(2)現有探頭使用普通橡膠管承壓小，有效膨脹范圍小，耐壓最大2MPA遠遠達不到實驗要求。

(3)現有探頭因其尺寸固定所測試樣也只能按探頭固定長度來檢測，不能靈活的對應不同試樣。

(4)現有探頭膨脹材料可靠性差，使用周期短，更換膨脹管費時費力，且更換探頭頻繁實驗效率較低。

(5)現有探頭適用于煤體結構較為松軟，強度低的煤樣，對于完整結構強度高的煤樣不適用。

解決上述技術問題的難度：難度在于要解決上述問題就必須設計一種新式探頭，可靠性高且能夠實現能重復使用，可應對不同結構及不同尺寸試樣，承壓大，方便維修。

解決上述技術問題的意義：新式探頭大大的縮短了實驗周期，提高了實驗效率，對試樣的要求大大降低，可測范圍增加，原來探頭僅適用于強度較低的結構破碎煤塊，新探頭由于測試范圍增大，還可測試強度高的完整結構煤樣。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種煤巖抗張強度致裂實驗探頭及裝配方法。

本發明是這樣實現的，一種煤巖抗張強度致裂實驗探頭設置有：

氣脹管；

所述氣脹管內部套設有無縫鋼管，無縫鋼管外側左端開設有通孔，無縫鋼管左端一體成型有滑動套管內管，滑動套管內管外側套設有位于氣脹管內側的滑動套管，無縫鋼管右端一體成型有液壓油泵接頭。

進一步，所述滑動套管內管外側左端開設有多道密封圈卡槽，密封圈卡槽內卡設有密封圈。

進一步，所述氣脹管外側兩端分別套設緊固有金屬卡箍。

本發明的另一目的在于提供一種煤巖抗張強度致裂實驗探頭的裝配方法，所述煤巖抗張強度致裂實驗探頭的裝配方法具體包括：

(1)，使用無縫鋼管加工，無縫鋼管一端加工出與液壓油泵相連的液壓油泵接頭，剩余部分加工到無縫鋼管直徑的一半；

(2)，無縫鋼管另一端切出一段滑動套管內管，并切出3道槽安裝密封圈；