[发明专利]防噪声干扰型单轴加载样品缸及其使用方法

说明书

防噪声干扰型单轴加载样品缸，包括上加载头、下加载头、上支撑体、下支撑体、橡胶密封体和真空泵，下支撑体上部伸入到上支撑体内且与上支撑体滑动连接，上支撑体的上端固定连接在上加载头的下部，下支撑体的下部套装在下加载头的上部，下加载头的外圆周上部设有水平承载板，下支撑体的下端边沿紧压在水平承载板的上表面，橡胶密封体包裹在上支撑体和下支撑体的外部，橡胶密封体的上端内圈和下端内圈分别固定且密封连接在上加载头的下部外圆和下加载头的上部外圆，橡胶密封体上开设有抽气接口，抽气接口与真空泵连接。本发明具有设计科学、可对煤岩样品外围真空密封、有效减小环境噪声对煤岩受载声波测试结果产生影响的优点。

技术领域

本发明涉及煤岩样品单轴受载过程声波测试实验技术领域，具体的说，涉及一种防噪声干扰型单轴加载样品缸及其使用方法。

背景技术

我国煤矿地质条件复杂，尤其是随着煤矿开采深度的增加，煤矿灾害事故的强度、频度增大，加强煤矿灾害事故的预测与防治变得更加迫切。声波作为煤岩破坏过程中一种伴生现象，在一定程度上表征了煤岩破坏的强度及时间特征。为此，加强煤岩破坏前兆、破坏过程声波特征的研究对提高煤矿灾害事故预测的准确性具有重要意义。

为了开展煤岩破坏过程、破坏前兆声波特征的研究，诸多学者分别采用理论分析、数值模拟、实验室测试、现场测试等方法开展相关研究。经过长期的研究证实：实验室测试和现场测试结果更接近于生产实际。但是，由于煤矿灾害发生时间的不确定性、突发性以及发生条件的不可控性等特点，在现场很难对一次完整的破坏过程进行测试，并进行针对性分析。为此，对于煤岩破坏过程声波特征的研究，主要是以实验室研究为主。

在实验室进行煤岩样品破坏过程声波测试时，由于环境噪音的干扰，导致测试声波中夹杂了大量的环境噪声。目前的一些滤波、去噪方法虽然能进行一定程度的去噪处理。但是，对于一些频率相似的、突发性的、强度相似的噪声很难去除，严重干扰了测试的准确性。因此，迫切需要一种装置或方法可以对测试过程中环境噪声进行屏蔽，减少环境噪声对测试结果的干扰，提高测试的准确性。这对研究煤岩破坏过程、破坏前兆声波特征，进而提高煤矿灾害预测准确性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计科学、可对煤岩样品外围真空密封、有效减小环境噪声对煤岩受载声波测试结果产生影响的防噪声干扰型单轴加载样品缸及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

防噪声干扰型单轴加载样品缸，包括上加载头、下加载头、伸缩支撑体、橡胶密封体和真空泵，上加载头和下加载头均为圆柱形结构，伸缩支撑体包括上支撑体和下支撑体，上加载头、下加载头、上支撑体、下支撑体和橡胶密封体均垂直设置，上支撑体、下支撑体和橡胶密封体均为上下通透的圆筒形结构，下支撑体上部伸入到上支撑体内且与上支撑体滑动连接，上支撑体的上端固定连接在上加载头的下部，下支撑体的下部套装在下加载头的上部，下加载头的外圆周上部沿周向设有水平承载板，下支撑体的下端边沿紧压在水平承载板的上表面，橡胶密封体的内径大于上支撑体和下支撑体的外径，橡胶密封体包裹在上支撑体和下支撑体的外部，橡胶密封体的上端内圈固定且密封连接在上加载头的下部外圆，橡胶密封体的下端内圈固定且密封连接在下加载头的上部外圆，橡胶密封体上开设有抽气接口，抽气接口与真空泵连接。

上支撑体的下端边沿朝内沿周向设有圆环形挡板，下支撑体的上端边朝外沿周向均匀设有若干个挡块，圆环形挡板与各个挡块均水平设置，圆环形挡板的内圈直径小于挡块外侧边到下支撑体中心线的距离。

上支撑体、下支撑体、圆环形挡板和挡块均为钢板，圆环形挡板焊接在上支撑体的下端边沿内部，各块挡块分别均匀焊接在下支撑体的上端边沿外部；水平承载板沿下加载头圆周方向均匀设有若干块，各块水平承载板均焊接在下加载头的外圆周上部，下支撑体的下端边沿与各块水平承载板的上表面紧压接触。

橡胶密封体的上部外圆周通过上固定圈紧箍在上加载头的下部外圆周，橡胶密封体的下部外圆周通过下固定圈紧箍在下加载头的上部外圆周。