System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种动力扰动诱发冲击地压试验装置及试验方法制造方法及图纸_技高网
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一种动力扰动诱发冲击地压试验装置及试验方法制造方法及图纸

技术编号:40320688 阅读:8 留言:0更新日期:2024-02-09 14:16
本发明专利技术公开了一种动力扰动诱发冲击地压试验装置及试验方法,包括支撑平台、多个加载板、电磁脉冲发射系统、声发射监测系统、高速摄像机、电磁辐射检测系统以及围压伺服控制加载系统,多个加载板设置在煤岩体试样侧壁,且放置在方箱内部,电磁脉冲发射系统与围压伺服控制加载系统设置在杆件系统内部,声发射探头设置在加载板内部;通过加载板与试样的摩擦来模拟剪切应力,以及多轴多向静态围压和应力波扰动的动静组合加载,能够模拟煤岩体三维真实受力环境;同时通过声发射监测系统、高速摄像机以及电磁辐射监测系统,能够从多角度监测煤岩体破坏的过程特征,更好的探索和揭示动力扰动诱发冲击地压的机制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冲击地压室内模拟试验,具体涉及一种动力扰动诱发冲击地压试验装置及试验方法


技术介绍

1、煤矿深部开采条件下,采动煤岩体不仅受上覆岩层自重、构造应力、采动应力等高静载应力作用,还受高位岩层破断、断层活化、深部围岩非稳定破坏等引起的动力扰动作用,其极易诱发深部煤矿冲击地压灾害,造成煤矿巷道支护破坏、机械设备损坏、矿井停产、人员伤亡等事故。此外,随着我国煤矿开采深度不断增加,原位环境作用更加显著,动力扰动强度与频次明显增强,诱发高量级冲击地压灾害的可能性急剧增大,动力扰动诱发冲击地压已成为煤矿行业所面临的重大安全问题。

2、国内外现有开展煤岩体冲击地压的研究,大多是基于传统真三轴实验装置,仅能模拟静载和单向一维扰动,无法模拟煤岩体所受的多轴多向同步与异步冲击特征,且由于是模拟一个微小单元体在主应力空间上的应力状态变化,需要考虑端面效应,无法模拟煤岩体所受的剪切应力,因此传统真三轴装置无法模拟煤岩真实的受力环境。现有技术中,由于检测方法及装备的限制,煤岩体破坏的过程主要是外部直接观测,数据采集分析较为单一且不够精确,不能够多角度监测煤岩体破坏的过程特征。

3、鉴于此,现有技术还有待改进和发展。


技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足之处,本专利技术的目的在于提供一种动力扰动诱发冲击地压试验装置及试验方法,旨在解决现有装置不能模拟煤岩体真实的受力环境,以及多角度监测煤岩体破坏过程的问题。

2、本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下:</p>

3、一种动力扰动诱发冲击地压试验装置,包括支撑平台,以及设置在支撑平台上的方向与设置在方箱侧壁的多个杆件系统,其特征在于,还包括:

4、多个加载板,设置于所述方箱内部;所述方箱内部设置有煤岩体试样,多个所述加载板分别与所述煤岩体试样侧壁接触;

5、电磁脉冲发射系统,设置于所述杆件系统内部,所述电磁脉冲发射系统一端设置有方杆,所述方杆的另一端与所述加载板连接;用于发出电磁脉冲波;

6、声发射监测系统,设置于所述加载板内部,用于探测裂缝扩展过程;

7、高速摄像机,设置于所述方箱一侧,用于拍摄所述煤岩体试样破坏过程与动能定量分析;

8、电磁辐射监测系统,设置于所述支撑平台一侧,用于监测所述煤岩体试样动态破裂时内部的电磁辐射信号;

9、围压伺服控制加载系统,设置于所述杆件系统内,用于向所述煤岩体施加静载应力。

10、进一步的,所述加载板一侧设置有套筒凸槽,所述套筒凸槽与所述方杆相配合。

11、进一步的,所述声发射监测系统内部包括多个声发射探头,所述加载板一侧开设多个安装孔,所述声发射探头滑动设置于所述安装孔内,所述安装孔一侧开设引线槽。

12、进一步的,所述安装孔顶部螺纹配合设置有第一螺栓,所述第一螺栓底部设置有弹簧,所述弹簧一端与所述第一螺栓底壁接触,另一端与所述声发射探头顶壁接触。

13、进一步的,所述加载板靠近所述煤岩体试样一侧设置有多条沟槽。

14、一种动力扰动诱发冲击地压试验方法,其特征在于,包括:

15、通过加载板夹持煤岩体试样;

16、通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样侧壁施加预设应力,并启动声发射监测系统、高速摄像机以及电磁辐射监测系统;

17、通过电磁脉冲发射系统发出应力波,并将所述应力波作用于所述煤岩体试样内部;

18、通过所述声发射监测系统探测裂隙扩展过程,并通过高速摄像机拍摄所述煤岩体试样被冲击破坏的过程,以及通过电磁辐射监测系统监测所述煤岩体试样动态破裂时内部的电磁辐射信号。

19、进一步的,所述通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样侧壁施加预设应力,并启动声发射监测系统、高速摄像机以及电磁辐射监测系统,之前包括:

20、去除第一方向的杆件系统以及加载板。

21、进一步的,所述通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样侧壁施加预设应力,并启动声发射监测系统、高速摄像机以及电磁辐射监测系统包括:

22、通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样的σ1与σ2两向加载至中间应力值;

23、通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样的σ2两向的力保持恒定,在σ1方向的力加载至最大应力值;

24、通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样的σ1两向的力保持恒定,在σ3方向的力加载至预设应力值。

25、进一步的,所述通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样侧壁施加预设应力,并启动声发射监测系统、高速摄像机以及电磁辐射监测系统,之前还包括:

26、去除第一方向及第二方向的杆件系统以及加载板。

27、进一步的,所述通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样侧壁施加预设应力,并启动声发射监测系统、高速摄像机以及电磁辐射监测系统还包括:

28、通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样侧壁加载至初始水平应力值;

29、通过围压伺服控制加载系统在σ2两向的力保持恒定;

30、通过围压伺服控制加载系统在σ1两向的力加载至初始竖直应力。

31、与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:

32、本专利技术中,通过加载板与试样的摩擦来模拟剪切应力,通过围压伺服控制加载系统在煤岩体试样侧壁施加预设应力模拟静态围压,通过电磁脉冲发射系统发出应力波模拟动力扰动,从而实现多轴多向的动静组合加载,能够模拟煤岩真实的受力情况。同时通过声发射监测系统、高速摄像机以及电磁辐射监测系统,能够从多角度监测煤岩体破坏的过程特征,更好的探索和揭示动力扰动诱发冲击地压的机制。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种动力扰动诱发冲击地压试验装置,包括支撑平台,以及设置在支撑平台上的方向与设置在方箱侧壁的多个杆件系统,其特征在于,还包括:

2.根据权利要求1所述的一种动力扰动诱发冲击地压试验装置,其特征在于,所述加载板一侧设置有套筒凸槽,所述套筒凸槽与所述方杆相配合。

3.根据权利要求2所述的一种动力扰动诱发冲击地压试验装置,其特征在于,所述声发射监测系统内部包括多个声发射探头,所述加载板一侧开设多个安装孔,所述声发射探头滑动设置于所述安装孔内,所述安装孔一侧开设引线槽。

4.根据权利要求3所述的一种动力扰动诱发冲击地压试验装置,其特征在于,所述安装孔顶部螺纹配合设置有第一螺栓,所述第一螺栓底部设置有弹簧,所述弹簧一端与所述第一螺栓底壁接触,另一端与所述声发射探头顶壁接触。

5.根据权利要求1所述的一种动力扰动诱发冲击地压试验装置,其特征在于,所述加载板靠近所述煤岩体试样一侧设置有多条沟槽。

6.一种动力扰动诱发冲击地压试验方法,其特征在于,包括:

7.根据权利要求6所述的一种动力扰动诱发冲击地压试验方法,其特征在于,所述通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样侧壁施加预设应力,并启动声发射监测系统、高速摄像机以及电磁辐射监测系统,之前包括:

8.根据权利要求7所述的一种动力扰动诱发冲击地压试验方法,其特征在于,所述通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样侧壁施加预设应力,并启动声发射监测系统、高速摄像机以及电磁辐射监测系统包括:

9.根据权利要求6所述的一种动力扰动诱发冲击地压试验方法,其特征在于,所述通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样侧壁施加预设应力,并启动声发射监测系统、高速摄像机以及电磁辐射监测系统,之前还包括:

10.根据权利要求9所述的一种动力扰动诱发冲击地压试验方法,其特征在于,所述通过围压伺服控制加载系统在所述煤岩体试样侧壁施加预设应力,并启动声发射监测系统、高速摄像机以及电磁辐射监测系统还包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种动力扰动诱发冲击地压试验装置,包括支撑平台,以及设置在支撑平台上的方向与设置在方箱侧壁的多个杆件系统,其特征在于,还包括:

2.根据权利要求1所述的一种动力扰动诱发冲击地压试验装置,其特征在于,所述加载板一侧设置有套筒凸槽,所述套筒凸槽与所述方杆相配合。

3.根据权利要求2所述的一种动力扰动诱发冲击地压试验装置,其特征在于,所述声发射监测系统内部包括多个声发射探头,所述加载板一侧开设多个安装孔,所述声发射探头滑动设置于所述安装孔内,所述安装孔一侧开设引线槽。

4.根据权利要求3所述的一种动力扰动诱发冲击地压试验装置,其特征在于,所述安装孔顶部螺纹配合设置有第一螺栓,所述第一螺栓底部设置有弹簧,所述弹簧一端与所述第一螺栓底壁接触,另一端与所述声发射探头顶壁接触。

5.根据权利要求1所述的一种动力扰动诱发冲击地压试验装置,其特征在于,所述加载板靠近所述煤岩体试样一侧设置有多条沟槽。

6.一种动力扰动...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱建波孙文斌谢和平周韬周昌台马斌文郑福润公维国孙家鑫
申请(专利权)人:深圳大学
类型:发明
国别省市:

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