一种在动-静载条件下煤体吸收能量测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及岩石力学技术领域，具体涉及一种在动

【技术实现步骤摘要】
一种在动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置


[0001]本专利技术涉及岩石力学
，具体涉及一种在动
‑
静载条件下煤体吸收能量测试装置。

技术介绍

[0002]在冲击地压灾害与防治的研究中，煤岩体吸收能量的性能是一个很重要的研究因素。在以往的研究中，一般使用伺服试验机测量试样承受的载荷，测量试样的全程轴向变形，收集试样在加载过程中的变形速率。根据试验数据得出试样的全应力应变曲线图最终通过计算得出试样所吸收的能量。整个过程复杂，对试验机加载与检测的精度要求很高，并且没有直接的反应出试样吸能性能。同时随着煤矿开采的深度不断的增加，煤岩体随深度所收到的应力也在不断增加，从而对煤岩体本身的性质产生影响，但是在以往的对煤岩体吸能量的测量中通常都没有考虑深部应力的影响。因此，本专利技术提供了一种动
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静载条件下，煤体吸收能量测试的实验装置，可以直接且准确的测量出煤岩体吸收能量的性能，同时本专利技术也可以通过对试样施加静载来模拟煤体在不同深度所受应力，从而研究其对煤岩体吸收能量性能的影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种在动
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静载条件下，煤体吸收能量测试装置，可以方便且准确的测量不同形状煤体试样的吸能性能，便于对煤体吸收能量数据的收集与研究，也可以通过在试样上加载压力来模拟煤体在不同深度所受应力的情况，从而研究深度与应力对煤体吸收能量性能的影响。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种在动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置，两个动静载油缸上下相对设置，动静载油缸的油缸活塞杆与T型压盘的横板连接，两个动静载油缸分别固定在装置主体的上盖板和下盖板上，油缸活塞杆、T型压盘位于装置主体内部，装置主体设有试样放置孔。
[0005]上述的一种在动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置，装置主体的两侧设有侧孔，T型压盘的横板的两端穿过侧孔，T型压盘的横板的两端设有连接杆连接孔，连接杆穿过连接杆连接孔与装置主体的上盖板和下盖板固定。
[0006]上述的一种在动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置，上T型压盘下方设有压头，下T型压盘上方设有压头。
[0007]上述的一种在动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置，油缸活塞杆与T型压盘的横板的连接处设有压力传感器。
[0008]上述的一种在动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置，T型压盘的横板两侧分别设有位移传感器、加速度传感器。
[0009]上述的一种在动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置，试样放置孔上设有透明盖板。
[0010]上述的一种在动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置，放置孔前方设有高速摄像机。
[0011]煤体试样，即需要根据不同实验需求所需要测试的煤岩体试样，根据不同需求煤体试样的形状和尺寸不同，可通过替换不同的压头以适用于不同形状与尺寸的煤体试样，图中仅展示φ50mm
×
100mm的标准圆柱体试样。
[0012]一种在动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置顶部和底部各一组动静载油缸、T型压盘与压头，可以从上下两个方向对试样进行静，动载荷施压。通常情况下，上部动静载油缸施加动载推动T型压盘与压头对试样进行冲击；底部动静载油缸根据实验需求从底部推动T型盘与压头对试样施加静载以模拟在不同煤体所受到的应力。
[0013]使用连接杆将装置主体与T型压盘相连，保证T型压盘在加载时的不会发生偏载载荷和偏轴载荷；透明盖板与装置主体固定使煤体试样固定在装置中心从而避免偏心载荷对实验结果的影响。同时根据实验需求也可以不安装透明盖板以方便对试样进行调整。
[0014]T型压盘两侧设有位移传感器和加速度传感器配合设备正面架设的高速摄像机对试样的变形进行监测。通常情况下，顶部压力传感器负责监测顶部油缸动载的冲击强度；底部压力传感器用于监测顶部的冲击通过煤体试样的吸能缓冲后冲击力。位移和加速度传感器负责监测煤体试样在冲击过程中的位移与加速度。正面架设的高速摄像机透过透明盖板，拍摄和记录煤体试样的形变以及破坏过程。
[0015]本专利技术所述的装置可实现不同深度下，煤体吸收能量测试的研究，具体如下：
[0016]1、根据实验需求准备煤体试样，例如，准备不同力学性质的煤体试样，用于研究煤体力学性质对煤体吸收能量的影响；或者在煤体试件上钻出不同孔径与排列的孔隙，用于研究孔隙对煤体吸收能量的影响；
[0017]2、根据准备的煤体试样尺寸和形状选择和调整合适的压头，然后将煤体试样放入装置主体中心，盖上透明盖板并使用螺栓固定。图5为准备完毕后动实验装置的正视结构示意图
[0018]3、根据实验需求，使用电脑控制底部动静载油缸推动T型压盘与压头对煤体试样施加静载模拟煤体所收到的应力，所施加的应力由底部的压力传感器监测并记录。如果实验中不需要对煤体施加静载则跳过此步骤。
[0019]4、根据实验需求，使用电脑控制顶部动静载油缸推动T型压盘与压头对煤体试样施加指定大小的动载冲击，冲击力由顶部的压力传感器监测并记录；在冲击过程中，T型压盘两侧的位移与加速度传感器同时监测并记录煤体试样的位移与加速度；冲击加载在煤体试样上后，通过煤体试样的吸能缓冲，剩余的冲击通过煤体试样推动底部T型压盘与压头，从而通过底部的压力传感器监测并记录。整个冲击过程通过高速摄像机透过透明盖板记录。
[0020]5、整理监测系统所收集的数据，通过计算顶部施加的动载冲击力与底部受到冲击时峰值压力的差，得出煤体试样吸收的压力；结合采集的位移与加速度数据计算出吸收能量等所需数据；通过高速相机拍摄画面，观察煤体试样破坏规律。根据不同实验需求，对数据进行分析研究。
[0021]本专利技术产生的有益效果是：
[0022]1、不同于与以往使用试验机测量煤体试样承受的载荷，根据试样的全应力应变曲
线图，计算出煤体的吸能量，本专利技术通过上下压力传感器的压力差，简单并准确地得出煤体试样的吸能性能，为煤体吸收能量的研究提供了更加高效的方法；同时本专利技术也可以同时计算出煤体的吸能量，从而为煤体吸收能量的研究提供更多研究角度。还可以监测煤体试样受到冲击时的位移，加速度，形变情况等数据，用于不同的研究需求。
[0023]2、本专利技术可以通过对煤体试样施加静载模拟不同深部煤体所受的应力，从而研究煤体深度和所受应力对煤体能吸收能量的影响。
[0024]3、本专利技术通过加载稳定系统，保证了加载的稳定性从而提高了实验的准确度，并且整个装置操作简单快捷，提高了整体的实验效率。
[0025]4、本专利技术可以根据不同煤体试样的形状尺寸进行调整，满足不同的实验需求，扩大了研究范围。
附图说明
[0026]图1是动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置结构示意图；
[0027]图2是装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置，其特征在于，两个动静载油缸(5)上下相对设置，动静载油缸(5)的油缸活塞杆(51)与T型压盘(2)的横板连接，两个动静载油缸(5)分别固定在装置主体(1)的上盖板和下盖板上，油缸活塞杆(51)、T型压盘(2)位于装置主体(1)内部，装置主体(1)设有试样放置孔。2.根据权利要求1所述的一种在动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置，其特征在于，装置主体(1)的两侧设有侧孔，T型压盘(2)的横板的两端穿过侧孔，T型压盘(2)的横板的两端设有连接杆连接孔(21)，连接杆(6)穿过连接杆连接孔(21)与装置主体(1)的上盖板和下盖板固定。3.根据权利要求1所述的一种在动
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静载条件下煤体吸收能量测试装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐连满，杨丰硕，冷元昊，马玉飞，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：