[实用新型]一种用于研究煤岩介质中应力波传播规律的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种用于研究煤岩介质中应力波传播规律的装置。

背景技术

在岩石力学研究领域中，应力波在固体中的传播规律是非常重要的研究方向。应力波在煤岩介质中的传播规律对分析煤矿瓦斯聚集区域，及其煤矿透水点的分析中具有重要的理论意义。

然而，现阶段对应力波在煤岩介质中的传播规律进行研究的主要手段大多为现场测量的方式，由于采用现场测量的方式，参数不易控制，且存在危险性，因此现场测试无法对应力波在煤岩介质中的传播规律进行准确研究。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于研究煤岩介质中应力波传播规律的装置，该装置的煤岩实物模型测量参数和检测装置参数可控且危险性低。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于研究煤岩介质中应力波传播规律的装置，包括煤岩实物模型和应力波检测装置；

所述煤岩实物模型包括第一泥质粉砂岩、设置于所述第一泥质粉砂岩上的煤层和设置于所述煤层上的第二泥质粉砂岩，所述煤层中设置有煤矸石和通孔；

所述应力波检测装置包括顶面开口的安装盒，所述煤岩实物模型设置于所述安装盒中，所述第一泥质粉砂岩一侧的安装盒的内侧壁上设置有步进电机和与所述步进电机连接的传动装置，所述传动装置上设置有信号发射装置，所述第二泥质粉砂岩一侧的安装盒的内侧壁上设置有至少两个用于接收信号发射装置发射的信号的接收器。

所述安装盒与所述煤岩实物模型之间还设置有水。

所述第一泥质粉砂岩的形状、第二泥质粉砂岩的形状、煤层的形状和煤矸石的形状均为长方体形；

所述第一泥质粉砂岩的长度和所述第二泥质粉砂岩的长度均在99cm～101cm的范围内，所述第一泥质粉砂岩的厚度和所述第二泥质粉砂岩的厚度均在9.5cm～10.5cm的范围内，所述第一泥质粉砂岩的宽度和所述第二泥质粉砂岩的宽度均在9.5cm～10.5cm的范围内；

所述煤层的长度在99cm～101cm的范围内，所述煤层的厚度在9.5cm～10.5cm的范围内，所述煤层的宽度在24.5cm～25.5cm的范围内；

所述煤矸石的数量为两个，两个煤矸石的长度分别为60cm和25cm，两个煤矸石的厚度均在9.5cm～10.5cm的范围内，两个煤矸石的宽度均为2cm；

所述通孔的形状为圆形，所述通孔的直径为5cm。

所述步进电机为永磁式步进电机，所述步进电机的型号为常州微电机总厂生产的SMD-401型，所述传动装置为皮带传动装置，所述信号发射装置利用铆接方式固定在所述皮带传动装置的皮带上。

所述接收器的数量为4个，所述接收器利用铆接方式固定在所述安装盒的内侧壁上。

所述信号发射装置为超声波发射器，所述接收器为超声波接收器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的煤岩实物模型测量参数可控，煤层中的煤矸石用于模仿实际的煤层中的杂质，其在煤层的具体分布位置具有随机性，能够更生动地模仿杂质的分布；煤层中的通孔用于模仿实际的煤层中的裂痕，其在煤层的具体位置也具有随机性。

2、本实用新型的检测装置参数可控，步进电机可控制传动装置以不同的速度运动，进而改变信号发射装置在煤岩实物模型钱的运动速度，以保证接收器可以接收到动态的应力波。

3、本实用新型无需现场测量，危险性低。

综上所述，本实用新型提供一种参数可控且危险性低的用于研究煤岩介质中应力波传播规律的装置。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的俯视图。

图2为本实用新型的立体图。

图3为本实用新型煤岩实物模型的结构示意图。

图4为本实用新型检测装置的结构示意图。

附图标记说明:1、煤岩实物模型；10、第一泥质粉砂岩；11、煤层；12、煤矸石；13、通孔；14、第二泥质粉砂岩；2、应力波检测装置；21、安装盒；22、步进电机；23、传动装置；24、信号发射装置；25、接收器。