全尺寸齿形滚刀破岩试验装置及破岩试验过程中岩石损伤监测与分析方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开全尺寸齿形滚刀破岩试验装置及破岩试验过程中岩石损伤监测与分析方法；本发明专利技术装置包括机械破岩试验机、全尺寸齿形滚刀、多通道全数字声发射监测系统和断面形貌扫描仪；全尺寸齿形滚刀固定安装在机械破岩试验机上，多通道全数字声发射监测系统信号输入端与机械破岩试验机信号输出端电连接，机械破岩试验机信号输出端与断面形貌扫描仪信号输入端电连接；本发明专利技术方法：(1)全尺寸齿形滚刀破岩试验装置的准备；(2)试验前准备；(3)第1次试验；(4)待破碎岩样断面的形貌特征参数的采集；(5)第1+n(n≥1)次试验；(6)处理数据。本发明专利技术解决了现有滚刀破岩试验分析法只分析破岩参数而缺少岩石损伤演化过程分析的问题。而缺少岩石损伤演化过程分析的问题。而缺少岩石损伤演化过程分析的问题。

【技术实现步骤摘要】
全尺寸齿形滚刀破岩试验装置及破岩试验过程中岩石损伤监测与分析方法


[0001]本专利技术涉及岩石损伤监测
具体地说是全尺寸齿形滚刀破岩试验装置及破岩试验过程中岩石损伤监测与分析方法。

技术介绍

[0002]齿形滚刀破岩是非爆破破岩
破碎岩石效率较高的机械破岩技术，如何确定全尺寸齿形滚刀破岩试验过程中岩石损伤程度及其演化规律是揭示齿形滚刀破岩机理的重要研究内容，是实现刀齿形制、滚刀布置、钻头布置前提和基础。
[0003]现有的滚刀破岩试验分析一般是室内齿形刀具滚压试验机可以记录破岩过程中滚刀压力随时间的变化，但是由于试验所需岩石尺寸大、体量重，目前通常采用简单的测量岩石破碎后岩石质量、块度和分形等参数与破岩参数相关性；已有学者采用荧光裂纹检测法对滚刀破碎岩石剖面裂纹分布进行分析，但此种方法需要对岩石进行二次切割，容易对岩体已有的裂纹造成进一步的人为二次损伤，且是对裂纹结果进行测试分析，缺乏裂纹演化过程的监测和分析。
[0004]全尺寸齿形滚刀破岩试验过程中岩石损伤程度监测方法，对揭示齿形滚刀破岩模式与机理是至关重要的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.全尺寸齿形滚刀破岩试验装置，其特征在于，包括机械破岩试验机(14)、全尺寸齿形滚刀(10)、多通道全数字声发射监测系统(15)和断面形貌扫描仪(12)；所述全尺寸齿形滚刀(10)固定安装在所述机械破岩试验机(14)上，所述多通道全数字声发射监测系统(15)的信号输入端与所述机械破岩试验机(14)上的岩样破碎声信号输出端通信连接，所述机械破岩试验机(14)上的岩样破碎面扫描信号输出端与所述断面形貌扫描仪(12)的信号输入端通信连接。2.根据权利要求1所述的全尺寸齿形滚刀破岩试验装置，其特征在于，所述机械破岩试验机(14)包括可拆卸钢模具(7)、扫描探头(9)、试验台(17)和竖向液压缸(13)；所述试验台(17)上设置有导轨(8)，所述可拆卸钢模具(7)可拆卸地固定在钢模具底座(16)上，所述钢模具底座(16)通过所述导轨(8)与所述试验台(17)滑动连接，所述钢模具底座(16)可沿所述导轨(8)做直线往复运动；所述试验台(17)的两侧分别固定安装有侧立柱(11)，所述侧立柱(11)的底端固定在侧立柱底座(20)上，所述侧立柱底座(20)固定在所述试验台(17)底部的两侧，且与所述导轨(8)平行设置；两根所述侧立柱(11)的顶端通过支撑架(18)连接；所述竖向液压缸(13)固定安装在所述支撑架(18)上；在所述支撑架(18)正下方设置有固定板(19)，所述竖向液压缸(13)的动力输出板(21)与所述固定板(19)固定连接；所述固定板(19)的两端分别通过设置在两根所述侧立柱(11)上的滑道(22)滑动连接在两根所述侧立柱(11)上，所述固定板(19)与所述可拆卸钢模具(7)的底面平行，且所述固定板(19)在所述侧立柱(11)上可沿所述滑道(22)上下移动；所述扫描探头(9)固定安装在所述固定板(19)上，且所述扫描探头(9)的信号输入端位于所述可拆卸钢模具(7)正上方；所述全尺寸齿形滚刀(10)固定安装在临近所述扫描探头(9)的所述固定板(19)的底面上，所述扫描探头(9)的信号输出端与所述断面形貌扫描仪(12)的信号输入端通信连接；所述可拆卸钢模具(7)用于盛放待破碎岩样(5)，所述可拆卸钢模具(7)为顶部开口的长方盒体，所述待破碎岩样(5)的尺寸与所述可拆卸钢模具(7)的尺寸相匹配，且所述待破碎岩样(5)与所述可拆卸钢模具(7)间隙配合；邻近所述可拆卸钢模具(7)内壁的所述待破碎岩样(5)上固定安装有声发射传感器(6)，所述待破碎岩样(5)破碎时的声信号通过声发射传感器(6)传输给所述多通道全数字声发射监测系统(15)。3.根据权利要求1所述的全尺寸齿形滚刀破岩试验装置，其特征在于，所述多通道全数字声发射监测系统(15)包括声发射控制系统(1)、声发射数据采集仪(2)、声发射放大器(3)和声发射传感器(6)；所述声发射控制系统(1)的控制信号输出端与所述声发射数据采集仪(2)的控制信号输入端通信连接，所述声发射传感器(6)的信号输出端通过声发射数据传输线(4)与所述声发射放大器(3)的信号输入端通信连接，所述声发射放大器(3)的信号输出端与所述声发射数据采集仪(2)的信号输入端通信连接。4.根据权利要求3所述的全尺寸齿形滚刀破岩试验装置，其特征在于，所述声发射传感器(6)通过声发射传感器固定装置固定在待破碎岩样(5)的表面；所述待破碎岩样(5)为长方体形状且放置在所述机械破岩试验机(14)，所述待破碎岩样(5)的第一侧面和所述待破碎岩样(5)的第二侧面上分别分布所述声发射传感器(6)，所述待破碎岩样(5)的第一侧面和所述待破碎岩样(5)的第二侧面为两个相对的侧面，且所述待破碎岩样(5)的第一侧面和所述待破碎岩样(5)的第二侧面上的所述声发射传感器(6)关于所述待破碎岩样(5)的纵向
轴线对称分布；所述待破碎岩样(5)的第三侧面和所述待破碎岩样(5)的第四侧面也分别分布声发射传感器，所述待破碎岩样(5)的第三侧面和所述待破碎岩样(5)的第四侧面为两个相对的侧面，且所述待破碎岩样(5)的第三侧面和所述待破碎岩样(5)的第四侧面上的声发射传感器关于待破碎岩样的横向轴线对称分布。5.全尺寸齿形滚刀破岩试验过程中岩石损伤监测与分析方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)全尺寸齿形滚刀破岩试验装...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋朝阳，刘志强，宁方波，谭杰，王媛，
申请(专利权)人：北京中煤矿山工程有限公司，
类型：发明
国别省市：