[实用新型]一种可视化煤岩力学行为监测试验装置

说明书

可视化煤岩力学行为监测试验装置，属于采矿技术领域。所述可视化煤岩力学行为监测试验装置包括底座、安装在底座上的试验腔体和轴向压力施加系统、围压施加系统、窥镜采集系统、电荷采集系统、声发射信号采集系统、应变采集系统和数据采集分析装置；试验腔体内设有上压头和下压头；轴向压力施加系统包括轴向液压油缸、压力传感器和光栅位移传感器；围压模拟系统包括围压传输孔和围压施加系统；窥镜采集系统包括多个窥镜；电荷采集系统包括设置在钢制耐压腔侧壁上的多个电荷探头安装孔、电荷探头和电极片；声发射信号采集系统包括声发射探头，声发射探头的信号线穿过信号线孔与数据采集分析装置连接；应变采集系统包括轴向引伸计和环向引伸计。

技术领域

本实用新型涉及采矿技术领域，特别涉及一种可视化煤岩力学行为监测试验装置。

背景技术

煤岩力学行为变异机制是岩石力学领域研究的重要研究方向，同时也是一个工程热点问题。在煤岩开采的过程中，采矿工程活动改变了原岩应力状态的稳定性，使得煤岩受到高地应力的作用，进而诱发冲击地压和煤与瓦斯突出事故，因此对高地应力作用下的煤岩体力学行为开展研究极为重要，有利于更科学的了解高地应力环境下煤岩体的灾变孕育机制，并建立相应的煤岩体失稳灾变判定及防治技术，对实现煤炭安全开采具有重要的科学意义和工程价值。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可视化煤岩力学行为监测试验装置，所述可视化煤岩力学行为监测试验装置包括底座、安装在底座上的试验腔体和轴向压力施加系统、围压施加系统、窥镜采集系统、电荷采集系统、声发射信号采集系统、应变采集系统和数据采集分析装置；

试验腔体包括钢制耐压腔和安装在钢制耐压腔底部的密封法兰盘，密封法兰盘中间安装有传动杆，钢制耐压腔与密封法兰盘形成的密闭空间内设有上压头和下压头，下压头与传动杆的顶部连接，试样的一端固定在下压头上，上压头固定在试样的另一端，钢制耐压腔内设有上压头限位孔，试样的外表面包裹有热塑套；

轴向压力施加系统包括轴向液压油缸、压力传感器和光栅位移传感器，轴向液压缸的外壳底部与所述底座固连，外壳顶部与铸钢圆筒的一端连接，铸钢圆筒的另一端与所述密封法兰盘连接，所述传动杆和所述压力传感器位于铸钢圆筒内，轴向液压油缸的活塞与压力传感器连接，压力传感器与所述传动杆的底部连接，铸钢圆筒的侧壁上设有滑槽孔，光栅位移传感器位于铸钢圆筒外，光栅位移传感器连接一个连接杆，且连接杆穿过滑槽孔与所述传动杆连接，压力传感器和光栅位移传感器均与所述数据采集分析装置连接；

围压模拟系统包括设置在所述密封法兰盘上的围压传输孔和围压施加系统，围压传输孔的一端与试验腔体连通，另一端与外界连通，围压传输孔的另一端与围压施加系统连接，围压施加系统能向所述试验腔体内施加油压或气压；

窥镜采集系统包括多个窥镜，窥镜安装在所述密封法兰盘上，多个窥镜均匀分布在所述试样的周围，密封法兰盘上设有信号线孔，窥镜的导线穿过信号线孔与所述数据采集分析装置连接，多个窥镜用于采集所述试样的图像，所述钢制耐压腔的侧壁上设有多个视窗安装孔，每个视窗安装孔内安装一个耐压视窗，每个耐压视窗均包括钢制耐压外框和耐压钴玻璃，钢制耐压外框固定在视窗安装孔内，耐压钴玻璃固定在钢制耐压外框内；

电荷采集系统包括设置在所述钢制耐压腔侧壁上的多个电荷探头安装孔、电荷探头和电极片，每个电荷探头安装孔内安装一个电荷探头，每个电荷探头连接一个电极片，电极片位于所述试样和钢制耐压腔内壁之间，电荷探头与所述数据采集分析装置连接；

声发射信号采集系统包括固定在所述热塑套外表面的声发射探头，声发射探头的信号线穿过所述信号线孔与所述数据采集分析装置连接；

应变采集系统包括固定在所述热塑套外表面的轴向引伸计和环向引伸计，轴向引伸计和环向引伸计的信号线穿过所述信号线孔与所述数据采集分析装置连接。

所述钢制耐压腔包括腔体本体和腔体上盖；