本实用新型专利技术公开了一种软弱煤岩损伤破坏失稳模拟试验装置，包括：压力室；内设液压泵的储水箱；布设于压力室的内腔中电导率测试探头，电导率测试探头与电导率测试仪连接；储水槽；设于压力室外侧的热阻线圈；与压力室的内腔相连的第一/二压力容器；分别与第一/二压力容器相连接的增压装置；布设于压力室的内腔中的超声波探头，超声波探头与超声波检测仪相连；对称布设于压力室的内腔两侧的应变片，应变片与电阻应变仪相连；对称布设于压力室的内腔两侧的铜片电极，铜片电极与视电阻率仪相连；布设于压力室的内腔的声发射传感器，声发射传感器与声发射仪连接；分别与电导率测试仪、超声波检测仪、电阻应变仪、声发射仪连接的上位机。上位机。上位机。
【技术实现步骤摘要】
一种软弱煤岩损伤破坏失稳模拟试验装置
[0001]本技术涉及煤岩分析领域，具体涉及一种软弱煤岩损伤破坏失稳模拟试验装置。
技术介绍
[0002]我国煤矿具有巨大的资源潜力，然而浅层煤层资源日趋减少，逐渐向深部煤层开掘。
[0003]深部煤层所处地质条件复杂，严重制约深层煤岩安全高效开采。渗流
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温度
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应力场耦合条件下的岩石损伤破坏失稳机理研究是国际岩石力学最前沿的课题之一，更是矿山开挖等深部地下工程最基础的研究性工作之一。
[0004]煤岩由于受水化学的侵蚀作用，水
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岩作用削弱了矿物颗粒联接或腐蚀晶格降低煤岩的强度，此外水溶液还会将煤岩中的溶蚀性矿物带走，对矿山工程的长期稳定性产生威胁。煤岩是地质历史的产物，在其形成和发展的过程中，由于内力地质作用和外力地质作用的影响，煤岩岩体中具有大量不同序次的破裂面。一方面，煤岩损伤定量化的测定方法有CT扫描微裂纹、电测法、激光散斑法、超声波探测法、声发射法、切片观察法等，比较常用的无损测试方法有超声波探测法、声发射法、电测法和激光散斑法，超声波探测法是对煤岩进行压缩试验或蠕变试验，通过预先设置的探头分析超声波波速的变化来评价煤岩的损伤破坏程度。另一方面，水
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岩作用、温度和应力场对软弱煤岩损伤破坏失稳的影响不可忽略，煤岩在损伤破裂失稳的过程中，其内部裂隙的产生、发展和贯通等都会导致煤岩渗透性质发生变化，煤岩的视电阻率和溶液的电导率也随之发生变化。
[0005]因此，研究煤岩损伤、裂隙演化对于岩体力学的发展具有十分重要的意义。随着我国基础建设事业的迅猛发展，在采矿行业中出现了很多深部岩体工程，对于深采矿巷道等复杂条件下的煤岩损坏破坏失稳研究，离不开试验设备的创新和研究，然而全方位测量煤岩损伤破坏的仪器研究在我国基本处于空白领域，大部分都是对水岩作用下煤岩试件的宏观力学特性等进行定性描述，通过观察监测反应前后煤岩试件的变化特征、矿物组成及抗拉强度等来研究煤岩的损伤破坏失稳过程，该试验测得数据不连续，不能实时监测软弱煤岩损伤破坏失稳过程，该装置的缺乏严重阻碍了软弱煤岩损伤破坏失稳过程及机理的研究。
技术实现思路
[0006]技术目的：针对上述现有技术的不足，本技术提供一种软弱煤岩损伤破坏失稳模拟试验装置，可同步得到煤岩试件的超声波波速变化规律、应力
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应变变化规律、声发射事件数量、位置以及水溶液渗透所引起视电阻率值变化规律、溶液电导率值变化规律，从而获得不同渗流
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温度耦合作用下煤岩的损伤破坏失稳过程，为研究软弱煤岩损伤破坏失稳过程及机理奠定基础。
[0007]技术方案：一种软弱煤岩损伤破坏失稳模拟试验装置，由以下部件组成：
[0008]压力室，其设有容纳煤岩试件的内腔；
[0009]储水箱，其内腔的底部设有液压泵，所述液压泵的出水口通过抽水管与所述压力室顶端一侧相连，并与所述压力室的内腔相通；
[0010]电导率测试探头，布设于所述压力室的内腔中，所述电导率测试探头通过信号传输导线与电导率测试仪连接；
[0011]储水槽，压力室底部设有排水口，所述排水口通过排水管与所述储水槽相连通，所述排水管上设有控制阀门；
[0012]热阻线圈，设置于所述压力室外侧并与温控器连接；
[0013]第一压力容器，其输出端通过第一管道与压力室的内腔相连通；
[0014]第二压力容器，其输出端通过第二管道与压力室的内腔相连通；
[0015]增压装置，通过管道分别与所述第一压力容器、所述第二压力容器相连接；
[0016]超声波探头，布设于所述压力室的内腔中，所述超声波探头通过信号传输导线与超声波检测仪相连；
[0017]至少两个应变片，对称布设于所述压力室的内腔两侧，所述应变片通过信号传输导线与电阻应变仪相连；
[0018]至少两个铜片电极，对称布设于所述压力室的内腔两侧，所述铜片电极通过信号传输导线与视电阻率仪相连；
[0019]至少两个声发射传感器，布设于所述压力室的内腔中；所述声发射传感器通过信号传输导线与声发射仪连接；
[0020]上位机，通过信号传输导线分别与电导率测试仪、超声波检测仪、电阻应变仪、声发射仪连接。
[0021]进一步，所述压力室内侧设有保温层。
[0022]进一步，所述第一管道上设有第一压力表，所述第二管道上设有第二压力表。
[0023]进一步地，所述超声波探头上设置有圆弧状的抗压防护罩，所述超声波探头与所述抗压防护罩通过弹性橡胶圈固定连接。
[0024]进一步，所述声发射传感器上设置有圆弧状的抗压防护罩，所述声发射传感器与所述抗压防护罩通过弹性橡胶圈固定连接。
[0025]进一步，所述应变片外表面设有热熔胶防水层或HY
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303金属胶水防水层，在所述应变片的外侧还设置有一圆弧状的弹性橡胶圈。
[0026]进一步，所铜片电极的外表面设有热熔胶防水层或HY
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303金属胶水防水层，在所述铜片电极的外侧还设置有一圆弧状的弹性橡胶圈。
[0027]进一步，所述储水箱、储水槽和压力室均采用耐腐蚀的钛合金制成。
[0028]进一步，所述信号传输导线和热阻线圈表面均涂抹有耐高温的材质保护层。
[0029]进一步，所述增压装置由第一气动液体增压泵和第二气动液体增压泵组成，第一气动液体增压泵通过管道与第一压力容器相连，所述第二气动液体增压泵通过管道与第二压力容器相连，增压装置通过第一气动液体增压泵和第二气动液体增压泵调节第一压力容器、第二压力容器之间的渗透压差。
[0030]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0031](1)该装置结构简单，成本低，便于操作：增压装置通过第一压力容器和第二压力
容器使煤岩试件两端处于不同的渗透压差，便于研究不同渗透压差条件下软弱煤岩试件损伤破坏失稳过程及其相对应的动态渗透特性；
[0032](2)通过设置增压装置、液压泵、温控器，本技术可得到不同渗流、温度、应力场条件下煤岩试件损伤破坏失稳过程中的超声波波速变化规律、应力应变演化规律、声发射事件数量、位置及水溶液渗透所引起的溶液电导率变化规律和煤岩视电阻率变化规律，获得不同渗流
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温度
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应力场耦合作用下煤岩的损伤破坏失稳过程，上位机自动储存并显示所接收的试验数据，为研究软弱煤岩损伤破坏失稳过程及机理奠定基础。
附图说明
[0033]图1为本技术一种软弱煤岩损伤破坏失稳模拟试验装置的结构示意图，由于附图空间所限，附图1中并未绘出热阻线圈。
[0034]图2为装有煤岩试件的压力室在使用时的结构示意图。
[0035]其中：
[0036]1‑
煤岩试件2
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压力室3
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超声波探头4
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超本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种软弱煤岩损伤破坏失稳模拟试验装置，其特征在于，由以下部件组成：压力室，其设有容纳煤岩试件的内腔；储水箱，其内腔的底部设有液压泵，所述液压泵的出水口通过抽水管与所述压力室顶端一侧相连，并与所述压力室的内腔相通；电导率测试探头，布设于所述压力室的内腔中，所述电导率测试探头通过信号传输导线与电导率测试仪连接；储水槽，压力室底部设有排水口，所述排水口通过排水管与所述储水槽相连通，所述排水管上设有控制阀门；热阻线圈，设置于所述压力室外侧并与温控器连接；第一压力容器，其输出端通过第一管道与压力室的内腔相连通；第二压力容器，其输出端通过第二管道与压力室的内腔相连通；增压装置，通过管道分别与所述第一压力容器、所述第二压力容器相连接；超声波探头，布设于所述压力室的内腔中，所述超声波探头通过信号传输导线与超声波检测仪相连；至少两个应变片，对称布设于所述压力室的内腔两侧，所述应变片通过信号传输导线与电阻应变仪相连；至少两个铜片电极，对称布设于所述压力室的内腔两侧，所述铜片电极通过信号传输导线与视电阻率仪相连；至少两个声发射传感器，布设于所述压力室的内腔中；所述声发射传感器通过信号传输导线与声发射仪连接；上位机，通过信号传输导线分别与电导率测试仪、超声波检测仪、电阻应变仪、声发射仪连接。2.如权利要求1所述的一种软弱煤岩损伤破坏失稳模拟试验装置，其特征在于，所述压力室内侧设有保温层。3.如权利要求1所述的一种软弱煤岩损伤破坏失稳模拟试验装置，其特征在于，所述第一管道上设有第一压力表，所述第二管道上设有第二压力表。4.如权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯健，张彪，张小龙，黄辅强，康玉国，姬朝辉，乔志强，刘达，周云昊，
申请(专利权)人：北京大地高科地质勘查有限公司，
类型：新型
国别省市：
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