大型自动化真三轴煤岩体试件模拟试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大型自动化真三轴煤岩体试件模拟试验系统，包括主体模型和主体架，主体模型包括主体高压腔模块和试件箱模块，主体高压腔模块为外圆内圆的高压封闭压力仓结构，由圆筒和左右圆端盖围成，试件箱模块为矩形试件容纳腔；试件箱模块下方的下垫块顶部左右间隔地设槽安装有一列升降器，试件箱模块的底部通过衬板左右间隔地安装有一列滚轮，当试件箱模块推入主体高压腔模块内时，升降器支撑在滚轮下方；主体架的右侧设置有转运滑轨，转运滑轨上滑动安装有试件箱升降转运架和右圆端盖转运架。自动化程度高，操作方便；密封性和承压能力好，能满足大尺寸试件的试验要求；耐压能力强，能满足深部煤层的特殊环境试验要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
大型自动化真三轴煤岩体试件模拟试验系统


[0001]本专利技术属于煤岩体力学性能测试试验设备
，具体涉及一种大型自动化真三轴煤岩体试件模拟试验系统。

技术介绍

[0002]现有真三轴煤岩体试件模拟试验系统仍存在以下问题：(1)所采用的模型尺寸较小，模拟动力灾害的发展过程有一定的空间限制，不能够准确模拟现场；(2)装置安装的自动化程度较低；(3)普遍采用外方内方的结构形式，造成了整体密封性、承压能力、结构强度不够，内部耐压能力不够。

技术实现思路

[0003]本专利技术拟提供一种适用于大型试件的真三轴煤岩体试件模拟试验系统，自动化程度高，操作方便；密封性和承压能力好，能满足大尺寸试件的试验要求；耐压能力强，能满足深部煤层的特殊环境试验要求。
[0004]为此，本专利技术所采用的技术方案为：一种大型自动化真三轴煤岩体试件模拟试验系统，包括主体模型，以及用于支撑主体模型的主体架，所述主体模型包括主体高压腔模块和试件箱模块，所述主体高压腔模块为外圆内圆的高压封闭压力仓结构，由圆筒和左右圆端盖围成，试件箱模块为矩形试件容纳腔，且矩形试件容纳腔与高压封闭压力仓的轴心线共线，在主体高压腔模块与试件箱模块之间安装有垫块；试件箱模块下方的下垫块顶部左右间隔地设槽安装有一列升降器，所述升降器能突出下垫块外，也能沉入下垫块内；所述试件箱模块的底部通过衬板左右间隔地安装有一列滚轮，当试件箱模块推入主体高压腔模块内时，升降器支撑在滚轮下方；
[0005]所述主体架呈矩形框架结构，主体模型置于矩形框架结构内，且主体模型的左右两端均伸到主体架外，主体架的右侧设置有转运滑轨，且转运滑轨延伸到主体高压腔模块的正下方，转运滑轨的宽度小于主体架的内空宽度；转运滑轨上滑动安装有试件箱升降转运架和右圆端盖转运架，试件箱升降转运架能进行升降运动，并用于支撑试件箱模块；右圆端盖转运架顶部呈弧形用于托起右圆端盖，试件箱升降转运架升起后正好能使试件箱模块水平推入主体高压腔模块内，试件箱升降转运架下降后顶部低于主体高压腔模块的底部，以便于滑入主体高压腔模块的下方，使得右圆端盖转运架能向左滑动到设定位置进行右圆端盖的安装。
[0006]作为上述方案的优选，所述试件箱模块的内腔能安装长1000
×
宽400
×
高400mm的矩形试件，主体高压腔模块的内部耐压10MPa。
[0007]进一步优选为，每个所述升降器采用前后间隔并对称设置的双支撑结构，每个升降器采用单独的液压驱动，所有升降器同步升降运动。
[0008]进一步优选为，所述主体架采用型钢焊接而成。
[0009]本专利技术的有益效果：
[0010](1)采用外圆内方的试件箱模块安装环境，内部耐压能力更强，密封能力更好，能提供的内部耐压能高达10MPa，为多场耦合煤岩体动力灾害防控模拟试验提供更好的试验环境；
[0011](2)下垫块顶部左右间隔地设槽安装有一列能突出或沉入下垫块的升降器，同时在试件箱模块的底部通过衬板左右间隔地安装有一列滚轮，当试件箱模块推入主体高压腔模块内时，升降器支撑在滚轮下方，能更加轻松省力地进行试件箱模块的推入拉出，提高了安装的自动化程度，使大型模拟试验操作更加轻松省力；
[0012](3)主体模型置于呈矩形框架结构的主体架内，主体架用于承载主体模型；并配备有转运滑轨、试件箱升降转运架和右圆端盖转运架，试件箱升降转运架能进行升降运动，并用于支撑试件箱模块；右圆端盖转运架顶部呈弧形用于托起右圆端盖，试件箱升降转运架升起后正好能使试件箱模块水平推入主体高压腔模块内，试件箱升降转运架下降后顶部低于主体高压腔模块的底部，以便于滑入主体高压腔模块的下方，使得右圆端盖转运架能向左滑动到设定位置进行右圆端盖的安装，专门针对大型试件箱而设计的双转运架共用转运滑轨的结构形式，操作轻松，自动化程度高。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的结构示意图(试件箱模块装入主体高压腔模块前的状态)。
[0014]图2为本专利技术的主体模型的结构示意图。
[0015]图3为图2的内部左视图。
[0016]图4为试件箱模块的结构示意图。
[0017]图5为图4的内部左视图。
[0018]图6为加热管、控温探头、超声波探头的布置简易示图。
[0019]图7为防窜流板简易示图。
具体实施方式
[0020]下面通过实施例并结合附图，对本专利技术作进一步说明：
[0021]如图1所示，一种大型自动化真三轴煤岩体试件模拟试验系统，包括主体模型，以及用于支撑主体模型的主体架37，还包括转运滑轨36、试件箱升降转运架34和右圆端盖转运架35。主体模型包括主体高压腔模块和试件箱模块两部分外。主体高压腔模块为外圆内圆的高压封闭压力仓结构，由圆筒和左右圆端盖围成，试件箱模块为矩形试件容纳腔，且矩形试件容纳腔与高压封闭压力仓的轴心线共线，在主体高压腔模块与试件箱模块之间安装有垫块。
[0022]主体架37呈矩形框架结构，主体模型的左右两端均伸到主体架37外。主体架37的右侧设置有转运滑轨36，且转运滑轨36延伸到主体高压腔模块的正下方，且转运滑轨36的宽度小于主体架37的内空宽度。转运滑轨36上滑动安装有试件箱升降转运架34和右圆端盖转运架35，试件箱升降转运架34能进行升降运动，并用于支撑试件箱模块。右圆端盖转运架35顶部呈弧形用于托起右圆端盖5，试件箱升降转运架34升起后正好能使试件箱模块水平推入主体高压腔模块内，试件箱升降转运架34下降后顶部低于主体高压腔模块的底部，以便于试件箱升降转运架滑入主体高压腔模块的下方，从而使右圆端盖转运架35能向左滑动
到设定位置进行右圆端盖5的安装。
[0023]如图2—图3所示，主体模型主要由主体高压腔模块和试件箱模块两部分组成。
[0024]主体高压腔模块的外壳1是采用圆环3、左圆端盖4、右圆端盖5结合螺栓围成的外圆内圆的高压封闭压力仓结构。在圆环3内壁的前后上下分别安装有前垫块2、后垫块9、上垫块10和下垫块11。前垫块2、后垫块9、上垫块10和下垫块11围成一个矩形腔正好供试件箱模块放入。
[0025]左圆端盖4上贯穿安装有轴向液压缸6，右圆端盖5分为冲孔型、渗流型、突出型三种，右圆端盖5的中部分别贯穿安装有冲孔、渗流、突出接口，即：当右圆端盖5采用冲孔型时，右圆端盖5的中部贯穿安装有冲孔接口，用于冲孔试验；当右圆端盖5采用渗流型时，右圆端盖5的中部贯穿安装有渗流接口，用于渗流试验；当右圆端盖5采用突出型时，右圆端盖5的中部贯穿安装有突出接口，用于突出试验。只需要更换右圆端盖5，相应地在右圆端盖5上安装不同的接口，就可以进行不同的试验。
[0026]左圆端盖4、右圆端盖5上分别贯穿开有线束管路引出孔7，下垫块11顶部左右间隔地设槽安装有一列升降器8，升降器8能突出下垫块11外，也能沉入下垫块11内。每个升降器8采用前后间隔并对称设置的双轮结构，实现前后双支撑，受力平衡、稳定。每个升降器8采用单独的液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型自动化真三轴煤岩体试件模拟试验系统，其特征在于：包括主体模型，以及用于支撑主体模型的主体架(37)，所述主体模型包括主体高压腔模块和试件箱模块，所述主体高压腔模块为外圆内圆的高压封闭压力仓结构，由圆筒和左右圆端盖围成，试件箱模块为矩形试件容纳腔，且矩形试件容纳腔与高压封闭压力仓的轴心线共线，在主体高压腔模块与试件箱模块之间安装有垫块；试件箱模块下方的下垫块(11)顶部左右间隔地设槽安装有一列升降器(8)，所述升降器(8)能突出下垫块(11)外，也能沉入下垫块(11)内；所述试件箱模块的底部通过衬板(25)左右间隔地安装有一列滚轮(26)，当试件箱模块推入主体高压腔模块内时，升降器(8)支撑在滚轮(26)下方；所述主体架(37)呈矩形框架结构，主体模型置于矩形框架结构内，且主体模型的左右两端均伸到主体架(37)外，主体架(37)的右侧设置有转运滑轨(36)，且转运滑轨(36)延伸到主体高压腔模块的正下方，转运滑轨(36)的宽度小于主体架(37)的内空宽度；转运滑轨(36)上滑动安装有试件箱升降转运架(34)和右圆端...

【专利技术属性】
技术研发人员：王满，张东明，王英伟，余北辰，肖伟晶，张浩权，杜苇航，闵瑞，
申请(专利权)人：重庆大学中国平煤神马控股集团有限公司，
类型：发明
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