用于破碎煤岩体动静加载红外观测的试验装置和试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于破碎煤岩体动静加载红外观测的试验装置及方法，该装置包括长方体加载模块、压头、出气口、圆型密封圈、压盖、压板、红外相机观测口、进气口、底座、透气板、动态加载系统；通过本发明专利技术，克服了传统试验装置不能用于破碎煤岩体的研究，实现了对不同岩性、不同破碎程度破碎煤岩体动静加载过程中红外信息的观测测量，可用于揭示破碎煤岩体动静加载过程中内部非均匀变形和破坏，填补了该领域研究的空白；可研究破碎煤岩体在不同应力状态以及不同气体压力条件下承压破碎煤岩体动静加载过程中内部非均匀变形与破坏特性。

【技术实现步骤摘要】
用于破碎煤岩体动静加载红外观测的试验装置和试验方法
本专利技术属于矿山岩体力学研究领域，具体涉及一种用于破碎煤岩体动静加载红外观测的试验装置和试验方法。
技术介绍
破碎煤岩体作为一种广泛存在于垮落带，且已经破碎没有固结力的特殊多孔介质，其动静加载变形与多孔结构演化对采空区煤层气高效抽采具有重要意义。目前国内外对采空区煤岩体变形破坏与孔隙演化的研究主要集中在质地密实的标准岩心试件。当前对垮落带广泛存在的破碎煤岩体受动态及静态载荷时内部非均匀变形、破坏及多孔结构演化的研究并不充分。究其原因是缺少专门针对其动静载荷作用下内部非均匀变形及多孔结构演化进行探究的科研仪器及测试方法相对空白。对于处于采空区中不同荷载、不同温度以及不同气体压差条件下破碎煤岩体的变形与孔隙演化的红外辐射观测研究。经检索专利技术专利CN201810199495.3公布了一种多场红外辐射观测装置及方法。但其红外测试装置针对试验对象是普通岩心，该专利技术只能使用普通岩芯，并不能进行破碎岩体红外研究，同时不能进行动态冲击试验，研究破碎煤岩体动静态载荷下的红外装置空白。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于破碎煤岩体动静加载红外观测的试验装置，其特征在于，包括长方体加载模块、压头、出气口、压盖、压板、红外相机观测口、进气口、底座、透气板、动态加载系统；长方体加载模块为立方体型，上方设置倒阶梯形结构的压盖，设置压头穿过压盖中心进入到长方体加载模块内，压头下方通过设置螺纹，与对应设置螺孔的压板通过螺纹配合连接，压盖用于封闭长方体加载模块顶部；压板和底座相对设置，且相对的表面上设置透气板；压头和压板内设有与长方体加载模块内部相通的出气口，底座内部设置与长方体加载模块内部相通的进气口；前后两面设有气压测量系统，两侧分别设有高速相机观测窗口和红外观测腔室，高速相机观测窗口用于高速摄像机进行数据...

【技术特征摘要】
1.一种用于破碎煤岩体动静加载红外观测的试验装置，其特征在于，包括长方体加载模块、压头、出气口、压盖、压板、红外相机观测口、进气口、底座、透气板、动态加载系统；长方体加载模块为立方体型，上方设置倒阶梯形结构的压盖，设置压头穿过压盖中心进入到长方体加载模块内，压头下方通过设置螺纹，与对应设置螺孔的压板通过螺纹配合连接，压盖用于封闭长方体加载模块顶部；压板和底座相对设置，且相对的表面上设置透气板；压头和压板内设有与长方体加载模块内部相通的出气口，底座内部设置与长方体加载模块内部相通的进气口；前后两面设有气压测量系统，两侧分别设有高速相机观测窗口和红外观测腔室，高速相机观测窗口用于高速摄像机进行数据采集，红外观测腔室用于红外相机进行数据采集；
通过在长方体加载模块前后两面上均匀设置六个压力传感器，同时在进气口和出气口设置两个压力传感器，组成气压测量系统，气压测量系统将气体引入到长方体加载模块内对破碎岩体进行充压，实现气体压力分段测试；
动态加载系统包括：空心圆柱体下落轨道、四角型支架、落锤；空心圆柱体下落轨道前面开有长方形的观测口，观测口上可有显示高度的刻度，四角型支架焊接在空心圆柱体下落轨道底部并通过螺栓与下方压盖链接，落锤在空心圆柱体下落轨道内进行自由落体给压头施加动态荷载。


2.根据权利要求1所述的可用于破碎煤岩体动静加载红外观测的试验装置，其特征在于，所述长方体加载模块与压盖之间通过螺栓连接，且连接处设有双层方型密封圈，所述压头与压盖之间设有双层圆型密封圈；所述透气板与压板、透气板与长方体加载模块底座之间分别设有滤纸。


3.根据权利要求1所述的可用于破碎煤岩体动静加载红外观测的试验装置，其特征在于，所述长方体加载模块前后侧面、底座、压头、压盖、压板均为低热导材料制成，长方体加载模块内外涂有隔热漆。


4.根据权利要求1所述的可用于破碎煤岩体动静加载红外观测的试验装置，其特征在于，所述的长方体加载模块左右两个侧面分别通过透明高硼硅玻璃和红外玻璃制备，二者边缘均粘贴石棉垫圈，嵌在长方体加载模块内。


5.根据权利要求4所述的可用于破碎煤岩体动静加载红外观测的试验装置，其特征在于，红外观测腔室依次由红外玻璃、梯形密闭台、红外相机观测口组成；红外玻璃、梯形密闭台、红外相机观测口与红外摄像镜头一起组成红外观测腔室的密闭空间，红外观测腔室内部做了漫反射处理。


6.根据权利要求1所述的可用于破碎煤岩体动静加载红外观测的试验装置，其特征在于，长方形加载模块前后两侧面自上而下各均匀安装三个压力表，作为压力传感器，实现试验过程中试样气体压力参数的实时监测。


7.根据权利要求1所述的可用于破碎煤岩体动静加载红外观测的试验装置，其特征在于，动态加载系统是可拆卸的，通过控制落锤的下落次数、落锤的质量、落锤初始高度调整动态冲击程度，落锤用绳子吊在空心圆柱体下落轨道内部，剪断绳子，进行动态加载。


8.一种用于破碎煤岩体动静加载红...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振，方智龙，冯国瑞，张纯旺，申雄，崔家庆，宋诚，牛小红，王凯，崔博强，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14