一种含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置及操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置及操作方法，本装置由试件箱、断层挡板、上挡板、上滑轨围板、下滑轨围板和滑动杆构成；下滑轨围板固定于试件箱顶部边缘线上并向外侧凸出，上滑轨围板固定于下滑轨围板上方，与下滑轨围板围成滑动轨道；滑动杆由滑动杆支架、滑动轮和滑动轮支座片组成，两端嵌于滑动轨道内；断层挡板穿过滑动杆处的断层挡板插缝，用于形成断层；上挡板穿过上挡板插缝，用于防止浇筑材料飞溅。本发明专利技术还公开了基于上述试件制作装置的操作方法。本发明专利技术装置安装和使用方便，可以根据提前设定好的相似模型参数，制作具有不同断层倾角的煤岩组合立方体试件，填补了含断层类煤岩组合立方体试件制作装置的空白。作装置的空白。作装置的空白。

【技术实现步骤摘要】
一种含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置及操作方法


[0001]本专利技术涉及一种煤岩组合立方体试件的制作装置，具体地说是一种含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置及操作方法。

技术介绍

[0002]针对煤矿冲击地压、瓦斯突出等灾害事故进行微震监测预警是较为常用的方法，相关研究表明，当煤岩体发生连续多次断裂时会引起突出或冲击地压等动力灾害，而微震信号一般在煤岩体断裂前5～45分钟出现，是煤岩体破裂的前兆信息。煤岩体物理力学行为极为复杂、离散，具有多样性、突发瞬态性、高围压性等特点，其中，断层是巷道特殊地质情况的热点问题，在巷道掘进过程中易诱发突水、冲击地压和破碎失稳等严重威胁采矿安全的工程事故。目前国内外对煤岩组合立方体试件的加载试验中，尚未有关于含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置及操作方法的研究，因此，为了更好的模拟含有断层煤岩巷变形断裂破坏，实现含断层类煤岩巷破裂前兆机理与微震信号研究，特提出一种含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置及操作方法。

技术实现思路

[0003]针对上述煤岩组合立方体试件的制作装置及操作方法的不足，本专利技术提供一种含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置及操作方法，可以根据提前设定好的相似模型参数，制作具有不同断层倾角的煤岩组合立方体试件，方法简单、制作速度快，能满足模拟加载实验的实验要求；特别适用于对含有断层的煤岩巷进行变形断裂破坏研究，适用于穿越复杂断层的煤岩巷的煤岩体破裂前兆机理与微震信号研究。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0005]一种含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置，包括试件箱、断层挡板、上挡板、上滑轨围板、下滑轨围板和滑动杆；
[0006]所述试件箱由有机钢化玻璃拼接形成，顶面具有开口，用于可视控制岩体与煤体的厚度、断层倾角；
[0007]所述下滑轨围板固定于试件箱顶部边缘线上并向外侧凸出，内部设有螺栓孔；
[0008]所述上滑轨围板通过连接螺栓固定于下滑轨围板上方，内部设有与下滑轨围板螺栓孔相对应的螺栓孔，并与下滑轨围板围成滑动轨道；
[0009]所述滑动杆由滑动杆支架、滑动轮和滑动轮支座片组成，长度与试件箱内径宽度相同，两端通过滑动轮支座片连接有滑动轮，滑动轮嵌于滑动轨道内；
[0010]所述断层挡板由不锈钢材构成，长度较试件箱主视面对角线长2～10cm，宽度与试件箱内径宽度相同，所述断层挡板穿过滑动杆处的断层挡板插缝，用于在浇筑各组分材料时形成断层；
[0011]所述上挡板由不锈钢材构成，长度较试件箱俯视面宽度长2～10cm，宽度与试件箱内径宽度相同，所述上挡板穿过上滑轨围板与下滑轨围板间的上挡板插缝，通过上滑轨围
板与下滑轨围板间的固定螺栓固定，用于浇筑、振荡、夯实过程中防止材料溢出。
[0012]所述有机钢化玻璃内部设有螺栓孔，用于拼接与拆卸试件箱。
[0013]所述连接螺栓贯穿上滑轨围板和下滑轨围板，位于滑轨围板四角处，用于连接上滑轨围板和下滑轨围板。
[0014]所述固定螺栓(10)位于上滑轨围板(4)和下滑轨围板(5)的螺栓孔(9)中，当插入上挡板(3)后，固定螺栓(10)旋紧，用于固定上挡板(3)。
[0015]所述滑动杆支架由两个侧支架构成，两个侧支架围成断层挡板插缝，用于穿过断层挡板，所述滑动杆支架两侧设有上挡板固定缝，用于固定插入的上挡板。
[0016]所述滑动轮支座片由薄钢片构成，一面连接于滑动杆支架，另一面连接于滑动轮的转轴。
[0017]所述断层挡板插缝呈“三角形”，其两侧面的倾角与试件箱主视面对角线的倾角相同。
[0018]一种含断层类煤岩组合立方体试件制作装置的操作方法，包括以下步骤：
[0019]1)组装制作装置：
[0020]通过螺栓拼接有机钢化玻璃，形成试件箱，将下滑轨围板通过防水胶水固定于试件箱顶部边缘线上，使下滑轨围板相较于试件箱外侧凸出，在滑动杆支架两侧粘贴滑动轮支座片，并在滑动轮支座片另一面连接滑动轮，形成滑动杆，将滑动杆放置于滑动轨道上，将上滑轨围板通过连接螺栓固定于下滑轨围板上方，将断层挡板穿过滑动杆处的断层挡板插缝插入试件箱内。
[0021]2)浇筑煤岩组合立方体试件：
[0022]首先浇筑底板岩体，将搅拌均匀的水泥砂浆浇筑于试件箱中断层挡板的两侧，直至设定的底板岩体与煤体界面处，并置于振动台上不断震动，采用木棍夯实，待水泥砂浆密实并具有一定强度后，抽出底板岩体中的断层挡板，然后浇筑煤体，通过改变滑动杆的位置与断层挡板的角度，将煤粉、水泥砂浆浇筑于试件箱中断层挡板的两侧，直至设定的煤体与顶板岩体界面处，并置于振动台上不断震动，采用木棍夯实，待水泥砂浆密实并具有一定强度后，抽出煤体中的断层挡板，最后浇筑顶板岩体，断层制作及浇筑过程同底板岩体相同，完成后将上挡板插入上挡板插缝直至上挡板固定缝，并旋紧固定螺栓，置于振动台上不断震动，取出上挡板采用木棍夯实，待水泥砂浆密实并具有一定强度后，将断层挡板完全抽出，将试件在模具中静置6～12小时。
[0023]3)煤岩组合立方体试件脱模与养护：
[0024]煤岩组合立方体试件固化成型后，卸下制作装置，拆开拼接的有机钢化玻璃，将煤岩组合立方体试件放于养护室中常温养护。
附图说明
[0025]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0026]图1是本专利技术含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置示意图；
[0027]图2是本专利技术上滑轨围板与下滑轨围板连接处截面示意图；
[0028]图3是本专利技术上挡板固定处截面示意图；
[0029]图4是本专利技术滑动杆示意图；
[0030]图5是本专利技术滑动杆截面示意图；
[0031]图6是本专利技术含断层类煤岩组合立方体试件示意图。
[0032]图中：1
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试件箱；2
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断层挡板；3
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上挡板；4
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上滑轨围板；5
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下滑轨围板；6
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滑动杆；7
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上挡板插缝；8
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连接螺栓；9
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螺栓孔；10
‑
固定螺栓；11
‑
滑动杆支架；12
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滑动轮；13
‑
断层挡板插缝；14
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上挡板固定缝；15
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滑动轮支座片；16
‑
顶板岩体断层面；17
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煤体断层面；18
‑
底板岩体断层面。
具体实施方式
[0033]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置，其特征在于，包括试件箱(1)、断层挡板(2)、上挡板(3)、上滑轨围板(4)、下滑轨围板(5)和滑动杆(6)；所述试件箱(1)由有机钢化玻璃拼接形成，顶面具有开口，用于可视控制岩体与煤体的厚度、断层倾角；所述下滑轨围板(5)固定于试件箱(1)顶部边缘线上并向外侧凸出，内部设有螺栓孔(9)；所述上滑轨围板(4)通过连接螺栓(8)固定于下滑轨围板(5)上方，内部设有与下滑轨围板(5)螺栓孔(9)相对应的螺栓孔(9)，并与下滑轨围板(5)围成滑动轨道；所述滑动杆(6)由滑动杆支架(11)、滑动轮(12)和滑动轮支座片(15)组成，长度与试件箱(1)内径宽度相同，两端通过滑动轮支座片(15)连接有滑动轮(12)，滑动轮(12)嵌于滑动轨道内；所述断层挡板(2)由不锈钢材构成，长度较试件箱(1)主视面对角线长2～10cm，宽度与试件箱(1)内径宽度相同，所述断层挡板(2)穿过滑动杆(6)处的断层挡板插缝(13)，用于在浇筑各组分材料时形成断层；所述上挡板(3)由不锈钢材构成，长度较试件箱(1)俯视面宽度长2～10cm，宽度与试件箱(1)内径宽度相同，所述上挡板(3)穿过上滑轨围板(4)与下滑轨围板(5)间的上挡板插缝(7)，通过上滑轨围板(4)与下滑轨围板(5)间的固定螺栓(10)固定，用于浇筑、振荡、夯实过程中防止材料溢出。2.根据权利要求1所述的一种含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置，其特征在于：所述有机钢化玻璃内部设有螺栓孔(9)，用于拼接与拆卸试件箱(1)。3.根据权利要求1所述的一种含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置，其特征在于：所述连接螺栓(8)贯穿上滑轨围板(4)和下滑轨围板(5)，位于滑轨围板四角处，用于连接上滑轨围板(4)和下滑轨围板(5)。4.根据权利要求1所述的一种含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置，其特征在于：所述固定螺栓(10)位于上滑轨围板(4)和下滑轨围板(5)的螺栓孔(9)中，当插入上挡板(3)后，固定螺栓(10)旋紧，用于固定上挡板(3)。5.根据权利要求1所述的一种含断层类煤岩组合立方体试件的制作装置，其特征在于：所述滑动杆支架(11)由两个侧支架构成，两个侧支架围成断层挡板插缝(13)，用于穿过断层挡板(2)，所述滑动杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾宝新，邱岳，周琳力，周志扬，李宝，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：