[發(fā)明專利]一種損傷巖樣長期浸蝕裝置

有效

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• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN113791027B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設計）人: 易海洋;姬振興;歐陽振華;李正勝;吳斐;易四海;褚廷湘;周鑫鑫
• 申請（專利權）人: 華北科技學院（中國煤礦安全技術培訓中心）
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N1/31
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

本發(fā)明涉及煤巖體測試的技術領域，具體涉及一種損傷巖樣長期浸蝕裝置，包括：浸泡筒、試樣蓋、注氣系統(tǒng)和注水系統(tǒng)，浸泡筒底部對應放置煤巖體試樣，凸臺的中部設有正對煤巖體試樣的穿孔；試樣蓋放置于煤巖體試樣上方，試樣蓋中部設有正對煤巖體試樣的穿孔，通過橡膠套沿對應套緊試樣蓋、煤巖體試樣和凸臺的外部，通過注氣系統(tǒng)與注水系統(tǒng)以模擬煤巖體試樣外部的圍壓環(huán)境，通過橡膠套套緊使浸泡液自試樣蓋導向煤巖體試樣，并在煤巖體試樣內部進行滲透后自凸臺中部的穿孔導出，從而使得由試樣頂部注入的液體可以在巖石試樣內部流動，進而模擬真實圍壓環(huán)境和滲透壓條件。

技術領域

本發(fā)明屬于煤巖體測試的技術領域，具體涉及一種損傷巖樣長期浸蝕裝置。

背景技術

當前，煤礦地下水庫工程還處于探索試驗階段。近年來，煤柱壩體穩(wěn)定性是煤礦地下水庫工程的研究熱點，不同學者圍繞地震、水壓、布置方式和浸水軟化等煤柱壩體穩(wěn)定性影響因素開展了大量的研究工作。

國內外學者圍繞水對煤的軟化效應開展了大量的研究工作，揭示了水對煤巖體力學性能的影響規(guī)律、闡明了水對煤巖體軟化的微細觀機理和提出了煤巖體力學參數(shù)與含水率的關系模型?？梢?，水對煤柱壩體力學性能的影響是十分顯著的，是煤柱壩體蠕變失穩(wěn)致災機理研究中不可忽略的因素。

已有的研究成果從煤巖體力學性能、蠕變損傷演化和失穩(wěn)條件等多個角度分析了常規(guī)煤柱的蠕變失穩(wěn)機理，采用室內試驗、數(shù)值模擬和理論分析等手段，圍繞水對煤體軟化、滲透壓對煤巖體蠕變的影響和常規(guī)煤柱蠕變失穩(wěn)判據等內容開展了大量的研究工作，初步建立了煤巖體力學性能演化模型和煤巖體蠕變-滲流耦合理論模型，提出了常規(guī)煤柱蠕變失穩(wěn)的發(fā)生條件和致災判據，為指導煤礦安全生產提供了理論基礎。但是，煤礦地下水庫煤柱壩體的穩(wěn)定性研究還處于初期階段，煤柱壩體蠕變失穩(wěn)的研究成果十分欠缺，煤礦地下水庫長期運行中，煤柱壩體將承受更加復雜的應力、化學和滲透壓作用環(huán)境，目前，對煤柱壩體蠕變失穩(wěn)致災機理的認識還不充分，需要結合煤礦地下水庫的運行環(huán)境，深入研究浸水軟化、應力和滲透壓共同作用下煤柱壩體的蠕變失穩(wěn)行為，進而探討煤礦地下水庫煤柱壩體蠕變失穩(wěn)致災機理。

已有的針對巖石材料的浸泡裝置只能實現(xiàn)液體在巖石試樣外循環(huán)，未能考慮滲透壓等對巖體試樣的影響，且無法保證液體對試樣有效浸泡。

因此，需要提供一種針對上述現(xiàn)有技術不足的改進技術方案。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種能夠進行煤巖體試樣內部滲透循環(huán)的試驗裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種損傷巖樣長期浸蝕裝置，所述浸蝕裝置包括：

浸泡筒，所述浸泡筒為密閉的耐壓容器，其底部設有多個凸臺，在所述凸臺上對應放置煤巖體試樣，所述凸臺的中部設有正對煤巖體試樣且延伸至所述浸泡筒的下表面的穿孔；

試樣蓋，所述試樣蓋放置于所述煤巖體試樣上方，所述試樣蓋中部設有正對煤巖體試樣的穿孔，通過橡膠套沿對應套緊所述試樣蓋、煤巖體試樣和所述凸臺的外部，以使浸泡液沿煤巖體試樣的軸向在其內部滲透；

注氣系統(tǒng)，所述注氣系統(tǒng)對應連通所述浸泡筒，以向所述浸泡筒內注入氣體，對所述浸泡筒內部進行加壓；

注水系統(tǒng)，所述注水系統(tǒng)對應連通所述浸泡筒，以向所述浸泡筒內注入浸泡液；浸泡液自所述試樣蓋導向煤巖體試樣，并在煤巖體試樣內部進行滲透后自所述凸臺中部的穿孔導出。

優(yōu)選地，所述浸蝕裝置還包括交換筒和量筒；

所述交換筒的通過連接管對應連通所述凸臺上的穿孔，以將在煤巖體試樣內部進行滲透后的浸泡液導入所述交換筒，所述交換筒的頂部設有連通所述量筒的排氣管，以排出與導入浸泡液相同體積的空氣；

所述量筒內部盛滿水，所述排氣管連通在所述量筒對應水的液面下方的側壁上。