一种用于冲击地压模拟的试验设备制造技术

本发明专利技术属于岩体工程试验设备技术领域，具体提供了一种用于冲击地压模拟的试验设备，包括底部升降解锁机构、组合压力机构、机体外壳和防溅罩体，底部升降解锁机构设于机体外壳内底壁，组合压力机构设于机体外壳内侧壁，防溅罩体转动设于机体外壳外侧壁。本发明专利技术能够通过不同加压和解锁断裂位置的组合实现煤体或岩体样本的整体加压、局部加压、整体竖向冲击和局部的断裂冲击，从而实现压缩型冲击地压、顶板断裂型冲击地压和断层错动型冲击地压三种冲击地压的模拟，为冲击地压的研究提供更为完整的模拟试验。整的模拟试验。整的模拟试验。

【技术实现步骤摘要】
一种用于冲击地压模拟的试验设备


[0001]本专利技术涉及岩体工程试验设备
，具体是指一种用于冲击地压模拟的试验设备。

技术介绍

[0002]冲击地压，是一种煤、岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致煤、岩体爆裂、弹射等现象，能够瞬时释放巨大能量，冲击地压是采矿业面临的一个重要问题，尤其是在深部开采过程中，严重影响着矿井的安全生产；常见的冲击地压可分为煤体压缩型冲击地压、顶板断裂型冲击地压和断层错动型冲击地压三种基本类型。
[0003]研究冲击地压发生规律，除了通过理论分析、现场勘测，更要通过模拟试验来研究其规律和本质，现有的冲击地压模拟试验装置仅能模拟竖向冲击或者竖向加压，无法对于岩层顶板和底板的突然断裂以及突然的断层现象进行模拟试验，现有技术中缺少一种能够模拟多种冲击地压类型，尤其是断层错动型冲击地压的试验设备。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有难题，本专利技术提供了一种能够分段加压并且能够模拟岩层突然断裂以及整体断层的用于冲击地压模拟的试验设备；本专利技术能够通过调整加压和解锁断裂位置实现煤体或岩体样本的整体加压、局部加压、整体的竖向冲击和局部的断裂冲击，从而实现压缩型冲击地压、顶板断裂型冲击地压和断层错动型冲击地压三种冲击地压的模拟，为冲击地压的研究提供更为完整的模拟试验。
[0005]本专利技术采取的技术方案如下：一种用于冲击地压模拟的试验设备，包括底部升降解锁机构、组合压力机构、机体外壳和防溅罩体，底部升降解锁机构设于机体外壳内底壁，组合压力机构设于机体外壳内侧壁，防溅罩体转动设于机体外壳外侧壁；组合压力机构包括底板平台机构、顶部压力机构和收缩侧壁机构，底板平台机构设于机体外壳内侧壁，顶部压力机构设于机体外壳内顶壁，收缩侧壁机构设于底板平台机构和顶部压力机构之间。
[0006]进一步地，底部升降解锁机构包括锁止机构、解锁电推杆、升降底板和底板升降液压杆，多组底板升降液压杆对称设于机体外壳内底壁，多组升降底板设于底板升降液压杆动作端上顶壁，多组锁止机构直线阵列设于升降底板上顶壁，解锁电推杆直线阵列设于升降底板上顶壁；锁止机构包括锁止扳机、复位扭转弹簧、解锁挡杆、挡杆复位弹簧、解锁压动连杆和锁止外壳，锁止外壳镜像设于升降底板上顶壁，锁止外壳靠近顶壁内侧壁设有扳机转轴，锁止扳机转动设于扳机转轴上，锁止扳机远离扳机转轴一端贯穿设于锁止外壳侧壁，锁止扳机顶壁设有扭转弹簧槽，复位扭转弹簧设于扭转弹簧槽内，复位扭转弹簧与扳机转轴转动连接，锁止外壳靠近底壁的内侧壁设有挡杆转轴，解锁挡杆与挡杆转轴转动连接，解锁挡杆远离挡杆转轴一端贯穿设于锁止外壳侧壁，解锁挡杆侧壁与锁止扳机侧壁接触连接，挡杆复位弹簧设于锁止外壳内底壁，挡杆复位弹簧远离锁止外壳一侧与解锁挡杆底壁接触连接，解锁压动连杆设于解锁挡杆之间，解锁电推杆动作端上顶壁设有解锁压头，解锁
压头下底壁与解锁压动连杆接触连接，底部升降液压杆带动升降底板运动调整锁止机构的高度，解锁电推杆动作端向下运动带动解锁压头，解锁压头压动解锁压动连杆带动解锁挡杆绕挡杆转轴转动，解锁挡杆与锁止扳机分离，锁止扳机绕扳机转轴转动实现解锁，加压过程中以及进行压缩型冲击地压模拟时锁止机构始终处于锁止装态，进行顶板断裂型冲击地压和断层错动型冲击地压时锁止机构在到达一定压力时进行解锁。
[0007]进一步地，底板平台机构包括压力底板、收缩压力底座、底部压力弹簧、底座杆伸缩弹簧和底座伸缩杆，压力底板设于机体外壳内侧壁，多组收缩压力底座贯穿滑动设于压力底板顶壁，收缩压力底座下底壁与锁止扳机上顶壁接触连接，底部压力弹簧设于收缩压力底座侧壁上，底部压力弹簧靠近压力底板一端与压力底板上壁接触连接，压力底板上顶壁对称设有多组底板限位挡块，收缩压力底座下壁对称设有底座限位挡块，收缩压力底座侧壁对称多组设有底座伸缩槽，底座杆伸缩弹簧设于底座伸缩槽内，底座伸缩杆滑动设于底座伸缩槽内，底座伸缩杆靠近收缩压力底座一端与底座杆伸缩弹簧固定连接，在装填试样阶段底板平台机构用于支撑和放置煤体或岩体试样，之后收缩侧壁机构对试样进行水平方向的加压固定，固定过程中底座杆伸缩弹簧被压缩，底座伸缩杆沿底座伸缩槽滑动，收缩压力底座底部与锁止机构接触，锁止机构解锁后收缩压力底座向下滑动，收缩压力底座接触到底部压力弹簧后减速运动直至底座限位挡块与底板限位挡块接触。
[0008]进一步地，顶部压力机构包括顶部固定导向板、顶部加压液压杆和顶部弹性加压机构，顶部固定导向板设于机体外壳远离底部升降解锁机构的内侧壁，顶部加压液压杆设于机体外壳顶壁，顶部加压液压杆动作端与顶部固定导向板贯通滑动连接，顶部弹性加压机构滑动设于顶部加压液压杆动作端，顶部加压液压杆的动作端带动顶部弹性加压机构竖直运动，顶部固定导向板能够保持顶部加压液压杆的线性运动，防止顶部加压液压杆运动偏移。
[0009]进一步地，顶部弹性加压机构包括顶部压力套筒、顶部压力弹簧、顶板杆伸缩弹簧和顶板伸缩杆，顶部压力套筒滑动设于顶部加压液压杆动作端侧壁，顶部压力弹簧设于顶部压力套筒内侧壁，顶部压力弹簧靠近顶部加压液压杆一端与顶部加压液压杆动作端下底壁接触连接，顶部压力弹簧远离顶部加压液压杆一端与顶部压力套筒内底壁接触连接，顶部压力套筒远离顶部加压液压杆一端侧壁对称多组设有套筒伸缩槽，顶板杆伸缩弹簧设于套筒伸缩槽内，顶板伸缩杆滑动设于套筒伸缩槽内，顶板伸缩杆靠近顶部压力套筒一端与顶板杆伸缩弹簧固定连接，顶部弹性加压机构随着顶部加压液压杆动作端运动，当顶部压力套筒下壁接触试样上表面后，顶部加压液压杆动作端继续沿顶部压力套筒内侧壁滑动，顶部压力弹簧被压缩，顶部弹性加压机构对试样加压，锁止机构解锁，收缩压力底座下落，顶部压力弹簧伸长并继续给试样提供下压力。
[0010]进一步地，收缩侧壁机构包括侧压缩固定板和双向螺纹导轨机构，多组双向螺纹导轨机构贯穿设于机体外壳侧壁，多组侧压缩固定板对称设于双向螺纹导轨机构之间。
[0011]进一步地，双向螺纹导轨机构包括双向螺纹导轨底座、双向螺杆和双向螺纹导轨电机，双向螺纹导轨底座贯穿固定设于机体外壳侧壁，双向螺杆转动设于双向螺纹导轨底座内侧壁，双向螺纹导轨电机贯穿设于双向螺纹导轨底座外侧壁，双向螺纹导轨电机动力输出端与双向螺杆固定连接，侧压缩固定板与双向螺杆螺纹连接，放入试样后，双向螺纹导轨电机带动双向螺杆转动，双向螺杆带动侧压缩固定板同时向中间运动，侧压缩固定板带
动顶板伸缩杆和底座伸缩杆滑动，顶板杆伸缩弹簧和底座杆伸缩弹簧被压缩，侧压缩固定板对试样进行夹紧固定。
[0012]进一步地，机体外壳顶部多组设有安装板安装架、安装板安装架顶壁设有顶部推杆安装板，顶部推杆安装板下底壁与顶部加压液压杆上顶壁固定连接，机体外壳侧壁设有罩体开合卡销。
[0013]进一步地，防溅罩体侧壁设有罩体开合卡扣，当防溅罩体处于关闭状态时罩体开合卡扣与罩体开合卡销卡接，防溅罩体侧壁贯通设有弧形观察板，弧形观察板优选透明材质，防溅罩体外侧壁设有试验摄影机，试样安装完毕后，防溅罩体转动，罩体开合卡销与罩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于冲击地压模拟的试验设备，包括机体外壳（3）和防溅罩体（4），其特征在于：还包括底部升降解锁机构（1）和组合压力机构（2），所述底部升降解锁机构（1）设于机体外壳（3）内底壁，所述组合压力机构（2）设于机体外壳（3）内侧壁，所述防溅罩体（4）转动设于机体外壳（3）外侧壁；所述组合压力机构（2）包括底板平台机构（21）、顶部压力机构（22）和收缩侧壁机构（23），所述底板平台机构（21）设于机体外壳（3）内侧壁，所述顶部压力机构（22）设于机体外壳（3）内顶壁，所述收缩侧壁机构（23）设于底板平台机构（21）和顶部压力机构（22）之间。2.根据权利要求1所述的一种用于冲击地压模拟的试验设备，其特征在于：所述底部升降解锁机构（1）包括锁止机构（11）、解锁电推杆（12）、升降底板（13）和底板升降液压杆（14），多组所述底板升降液压杆（14）对称设于机体外壳（3）内底壁，多组所述升降底板（13）设于底板升降液压杆（14）动作端上顶壁，多组所述锁止机构（11）直线阵列设于升降底板（13）上顶壁，所述解锁电推杆（12）直线阵列设于升降底板（13）上顶壁。3.根据权利要求2所述的一种用于冲击地压模拟的试验设备，其特征在于：所述锁止机构（11）包括锁止扳机（111）、复位扭转弹簧（112）、解锁挡杆（113）、挡杆复位弹簧（114）、解锁压动连杆（115）和锁止外壳（116），所述锁止外壳（116）镜像设于升降底板（13）上顶壁，所述锁止外壳（116）靠近顶壁内侧壁设有扳机转轴（1161），所述锁止扳机（111）转动设于扳机转轴（1161）上，所述锁止扳机（111）远离扳机转轴（1161）一端贯穿设于锁止外壳（116）侧壁，所述锁止扳机（111）顶壁设有扭转弹簧槽（1111），所述复位扭转弹簧（112）设于扭转弹簧槽（1111）内，所述复位扭转弹簧（112）与扳机转轴（1161）转动连接，所述锁止外壳（116）靠近底壁的内侧壁设有挡杆转轴（1162），所述解锁挡杆（113）与挡杆转轴（1162）转动连接，所述解锁挡杆（113）远离挡杆转轴（1162）一端贯穿设于锁止外壳（116）侧壁，所述解锁挡杆（113）侧壁与锁止扳机（111）侧壁接触连接，所述挡杆复位弹簧（114）设于锁止外壳（116）内底壁，所述挡杆复位弹簧（114）远离锁止外壳（116）一侧与解锁挡杆（113）底壁接触连接，所述解锁压动连杆（115）设于解锁挡杆（113）之间，所述解锁电推杆（12）动作端上顶壁设有解锁压头（121），所述解锁压头（121）下底壁与解锁压动连杆（115）接触连接。4.根据权利要求3所述的一种用于冲击地压模拟的试验设备，其特征在于：所述底板平台机构（21）包括压力底板（211）、收缩压力底座（212）、底部压力弹簧（213）底座杆伸缩弹簧（214）和底座伸缩杆（215），所述压力底板（211）设于机体外壳（3）内侧壁，多组所述收缩压力底座（212）贯穿滑动设于压力底板（211）顶壁，所述收缩压力底座（212）下底壁与锁止扳机（111）上顶壁接触连接，所述底部压力弹簧（213）设于收缩压力底座（212）侧壁上，所述底部压力弹簧（213）靠近压力底板（211）一端与压力底板（211）上壁接触连接，所述压力底板（211）上顶壁对称设有多组底板限位挡块（2111），所述收缩压力底座（212）下壁对称设有底座限位挡块（2121），所述收缩压力底座（212）侧壁对称多组设有底座伸缩槽（21...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛德林，陈团团，刘艳，于新锋，沈金山，
申请(专利权)人：中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：