[發(fā)明專利]深地工程斷層滑移模型試驗系統(tǒng)及安全控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310369793.3
• 申請日: 2023-04-10
• 公開（公告）號: CN116087473B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王琦;李東浩;章沖;江貝;蔣振華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N19/00
• 代理公司: 北京中北知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11253
• 代理人: 石銳

本申請涉及一種深地工程斷層滑移模型試驗系統(tǒng)及安全控制方法，屬于礦山動力災(zāi)害防治技術(shù)領(lǐng)域，其中，深地工程斷層滑移模型試驗系統(tǒng)，主要包括殼體、滲透壓模擬件、加熱件、壓力加載件、應(yīng)力波模擬件、巷道結(jié)構(gòu)模擬件、振動模擬件、檢測裝置和控制裝置。控制裝置電連接并控制滲透壓模擬件、加熱件、壓力加載件、應(yīng)力波模擬件和檢測裝置，控制裝置用于確定巖層模擬部的滑移距離，滑移距離用于確定錨桿的數(shù)目。本申請實施例實現(xiàn)了通過確定滑移距離，該滑移距離用于確定錨桿的數(shù)目，以便于對錨桿支護(hù)方案進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，以保證錨桿支護(hù)的支護(hù)強(qiáng)度，避免斷層滑移現(xiàn)象，減小地質(zhì)災(zāi)害帶來的損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及礦山動力災(zāi)害防治技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種深地工程斷層滑移模型試驗系統(tǒng)及安全控制方法。

背景技術(shù)

深部開采的巖體處于較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中，隨著我國煤炭開采深度不斷增加，深部巖體受復(fù)雜地應(yīng)力與動力沖擊的共同影響，易發(fā)生斷層滑移地質(zhì)災(zāi)害。可以利用設(shè)置錨桿來減小斷層滑移的距離，來減輕因斷層滑移帶來的危害，進(jìn)而為煤炭開采提供安全保障，提高煤炭生產(chǎn)效率。但是，斷層滑移過程中受力復(fù)雜，無法確定能夠起到支護(hù)作用的錨桿數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容

本申請針對現(xiàn)有方式的缺點，提出一種深地工程斷層滑移模型試驗系統(tǒng)及安全控制方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的無法確定能夠起到支護(hù)作用的錨桿數(shù)量的技術(shù)問題。

第一個方面，本申請實施例提供了一種深地工程斷層滑移模型試驗系統(tǒng)，包括：殼體，所述殼體內(nèi)部設(shè)置有容置腔；壓力加載件和應(yīng)力波模擬件，所述壓力加載件和所述應(yīng)力波模擬件均設(shè)置于所述殼體上；振動模擬件，所述振動模擬件支撐于所述殼體；斷層模擬體，所述斷層模擬體設(shè)置在所述容置腔內(nèi)，所述斷層模擬體包括兩個巖層模擬部，設(shè)置于兩個所述巖層模擬部之間的裂隙帶模擬部和設(shè)置于所述巖層模擬部內(nèi)的錨桿支護(hù)模擬棒；滲透壓模擬件和巷道結(jié)構(gòu)模擬件，所述滲透壓模擬件和所述巷道結(jié)構(gòu)模擬件均設(shè)置于所述巖層模擬部內(nèi)；加熱件，所述加熱件設(shè)置于所述斷層模擬體四周；檢測裝置，用于檢測所述錨桿支護(hù)模擬棒支護(hù)范圍內(nèi)的參數(shù)；控制裝置，所述控制裝置連接并控制所述應(yīng)力波模擬件、所述壓力加載件、所述振動模擬件、所述滲透壓模擬件、所述壓力加載件、所述加熱件和所述檢測裝置，以確定所述巖層模擬部的滑移距離，所述滑移距離用于確定錨桿支護(hù)方案中的錨桿數(shù)目。

作為一種可選地實施方式，所述加熱件包括：多個加載板，每個所述加載板具有夾層，所有所述加載板的夾層連通形成氣體流通結(jié)構(gòu)；氣體加熱器，所述氣體加熱器的輸氣端部與所述氣體流通結(jié)構(gòu)連通，用于將熱空氣通入所述氣體流通結(jié)構(gòu)；加熱板，貼合所述加載板靠近所述斷層模擬體的一側(cè)，用于對所述斷層模擬體加熱。

作為一種可選地實施方式，所述壓力加載件包括：第一方向壓力加載部，所述第一方向壓力加載部設(shè)置于所述殼體的頂壁；第二方向壓力加載部，所述第二方向壓力加載部設(shè)置于所述殼體的第一側(cè)壁；第三方向壓力加載部，所述第三方向壓力加載部設(shè)置于所述殼體的第二側(cè)壁；第一錘擊部，所述第一錘擊部用于穿過所述殼體的頂壁，并沿所述第一方向作用于所述斷層模擬體；落錘，所述落錘設(shè)置在所述殼體外側(cè)，且與所述第一錘擊部對應(yīng)；第二錘擊部，所述第二錘擊部設(shè)置在所述殼體的第一側(cè)壁，用于沿所述第二方向作用于所述斷層模擬體；第一擺錘，所述第一擺錘設(shè)置在所述殼體外側(cè)，且與所述第二錘擊部對應(yīng)；第三錘擊部，所述第三錘擊部設(shè)置在所述殼體的第二側(cè)壁，且與所述第三方向壓力加載部相對應(yīng)；第二擺錘，所述第二擺錘設(shè)置在所述殼體外側(cè)，且與所述第三錘擊部對應(yīng)；其中，所述第一方向壓力加載部用于沿第一方向作用于所述斷層模擬體，所述第二方向壓力加載部用于沿第二方向作用于所述斷層模擬體，所述第三方向壓力加載部用于沿第三方向作用于所述斷層模擬體；所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。

作為一種可選地實施方式，所述應(yīng)力波模擬件包括：振動錘，所述振動錘設(shè)置于所述殼體上，用于模擬不同頻率和能量的遠(yuǎn)域動力沖擊波。

作為一種可選地實施方式，所述巷道結(jié)構(gòu)模擬件包括可融主體和設(shè)置于所述可融主體內(nèi)的加熱芯；其中，所述加熱芯連接于所述控制裝置，用于加熱融化所述可融主體，以在所述巖層模擬部內(nèi)形成巷道結(jié)構(gòu)。