一种基于电阻率成像的煤岩湿度扩散识别试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术的一种基于电阻率成像的煤岩湿度扩散识别试验装置及方，试验装置包括：底座、垫块、天平、支撑架、储水管、进水管、进水控制阀、气密开关、连通软管和电阻率测试仪。通过该试验装置可读取进水管液面高度和浸水质量，进而计算出湿度、流量、煤柱含水率和扩散系数等参数。该试验方法通过电阻率成像来监测水在煤柱试样中扩散过程，充分考虑隔水煤柱浸水的形式，研究煤柱在单侧浸水条件下的水扩散过程、扩散方式。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电阻率成像的煤岩湿度扩散识别试验装置及方法
本专利技术属于岩石力学试验
，涉及一种基于电阻率成像的煤岩湿度扩散识别试验装置及方法。
技术介绍
煤层突水指的是在巷道掘进开采的过程中，由于降雨、地下水、江河湖海等地表水，通过矿井口处或煤岩的自然裂隙、节理等位置，大量涌入矿井的现象。这不仅会造成大量人员伤亡和财产损失，而且还会煤矿产量下降，影响生产进度，并伴随有地面沉降、塌陷等次生灾害。大约60％矿井事故与地下水作用有关。在煤矿开采过程中一旦受到复杂地质条件及浸水弱化的不利影响，极易诱发煤层的破坏失稳。研究表明，煤岩尤其是粘土矿物含量高的煤体在遇水后其力学性能会有明显的弱化，并且会使煤岩的流变效应增强。这些灾害严重威胁着国家和人民的生命财产安全，给建设工程造成巨大的经济损失。因此，需进一步对煤柱的破坏机理、破坏形式、监测技术及手段、安全评价等方面进行研究。在实际工程情况中，大多数情况隔水煤柱处于单侧浸水的状态。目前针对这一工程需求，也出现了许多对湿度扩散进行测量的设备和方法。例如中子成像技术测量湿度扩散，其工作原理是入射的中子与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电阻率成像的煤岩湿度扩散识别试验装置，其特征在于，包括：底座、垫块、天平、支撑架、储水管、进水管、进水控制阀、气密开关、连通软管和电阻率测试仪；/n所述垫块和支撑架都设置在底座上，所述天平设置在垫块上，所述储水管放置在天平上，储水管顶端开口、底端设有进水控制阀，所述进水控制阀通过连通软管与所述进水管连通，连通软管的两端高度一致；所述进水管设置在支撑架上，进水管的底端与气密开关的进口连接，煤柱试样设置在支撑架内，煤柱试样的顶端安装在气密开关的出口上且与进水管内的水接触，所述储水管和进水管上都设有刻度；/n所述电阻率测试仪包括信号采集仪以及与信号采集仪相连接的轴向发射电极、轴向接收电极...

【技术特征摘要】
1.一种基于电阻率成像的煤岩湿度扩散识别试验装置，其特征在于，包括：底座、垫块、天平、支撑架、储水管、进水管、进水控制阀、气密开关、连通软管和电阻率测试仪；
所述垫块和支撑架都设置在底座上，所述天平设置在垫块上，所述储水管放置在天平上，储水管顶端开口、底端设有进水控制阀，所述进水控制阀通过连通软管与所述进水管连通，连通软管的两端高度一致；所述进水管设置在支撑架上，进水管的底端与气密开关的进口连接，煤柱试样设置在支撑架内，煤柱试样的顶端安装在气密开关的出口上且与进水管内的水接触，所述储水管和进水管上都设有刻度；
所述电阻率测试仪包括信号采集仪以及与信号采集仪相连接的轴向发射电极、轴向接收电极、多个环向电极和信号采集仪，轴向发射电极和轴向接收电极分别安装在煤柱试样的上、下两端，多个环向电极安装在煤柱试样的轴向中心所在圆周上。


2.如权利要求1所述的基于电阻率成像的煤岩湿度扩散识别试验装置，其特征在于，与进水管相连的一侧的轴向发射电极要进行防水处理。


3.如权利要求1所述的基于电阻率成像的煤岩湿度扩散识别试验装置，其特征在于，所述煤柱试样为圆柱体。


4.如权利要求1所述的基于电阻率成像的煤岩湿度扩散识别试验装置，其特征在于，所述天平采用高精度电子天平。


5.一种基于电阻率成像的煤岩湿度扩散识别试验方法，其特征在于，包括：
S1、根据现场实际工况取样，加工成圆柱形的煤柱试样；
S2、称量煤柱试样的初始质量M，然后在煤柱试样的两端的中心处安装轴向发射电极和轴向接收电极，在煤柱试样的轴向中心所在圆周上安装多个环向电极，并对与进水管相连的一侧的轴向发射电极进行防水处理；
S3、将信号采集仪的传输线与电脑连接，检查其是否正常工作；
S4、将煤柱试样通过气密开关与进水管连接，检查装置整体气密性；
S5、将进水控制阀关闭，向储水管内注入水，再将进水控制阀打开，使储水管中的水通过连通软管流入进水管中，待储水管和进水管中的水面高度一致时，记录进水管的水高度H0，并开始计时；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪磊，杨天鸿，崔国政，邓文学，王东明，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21