[实用新型]检测煤岩在外部条件下裂隙动态发育规律的装置及系统

说明书

本实用新型公开一种检测煤岩在外部条件下裂隙动态发育规律的装置及系统，声发射检测装置与待测煤岩连接，信号放大器分别与声发射检测装置和信号处理器电连接，信号处理器与外部显示器电连接。通过设置的声发射检测装置能够接收材料中因裂缝扩展、塑性变形或相变等引起应变能快速释放而产生的应力波，因而声发射检测装置可以完成动态无损的检测过程，从而实现煤岩在外部条件下裂隙动态发育规律的精准高效检测。同时，通过设置缸体、传力柱、导向筒、第一锥形压头以及第二锥形压头组装成密闭容器，容器周围连接水进孔，能够控制煤岩中的围压，利用传力柱传递上部轴向载荷，同时传力柱采用不锈钢材料，兼具屏蔽外界信号功能。

技术领域

本实用新型涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种检测煤岩在外部条件下裂隙动态发育规律的装置及系统。

背景技术

煤层群开采过程中，保护层开采是针对高瓦斯煤层卸压抽采的主要措施之一，其中采用上保护层开采不会改变正常开采次序，不会破坏上部煤层结构，具有明显优势。但是，在保护层工作面采动应力影响下底板煤岩体将会发生卸压、膨胀、变形，产生大量裂隙、裂缝，使得煤岩体的渗透率增大、透气性增强，煤层瓦斯被解吸。因此，了解煤岩在外部条件下裂隙动态发育规律成了解决和避免上述技术问题的关键之一，提供一种能够检测煤岩在外部条件下裂隙动态发育规律的设备也变得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够精准高效检测煤岩在外部条件下裂隙动态发育规律的装置及系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种检测煤岩在外部条件下裂隙动态发育规律的装置，包括缸体、传力柱以及导向筒，所述导向筒设置于所述缸体顶部，所述传力柱安装在所述导向筒的内圈，所述传力柱底部与所述缸体内底壁分别安装有第一锥形压头与第二锥形压头，所述第一锥形压头与所述第二锥形压头相对设置，且所述第一锥形压头与所述第二锥形压头相靠近的两端之间用于夹持待测煤岩，所述传力柱的内部轴向开设有中心孔，所述中心孔依次贯穿所述第一锥形压头与所述第二锥形压头并延伸至所述缸体的内底壁，所述传力柱的侧壁以及所述缸体的侧壁分别开设有与所述中心孔连通的瓦斯入口和瓦斯出口；所述缸体的侧壁设置有声发射检测装置；所述缸体的侧壁连接有水进孔。

可选的，所述声发射检测装置包括壳体，所述壳体外表面与所述缸体内侧壁固定连接，所述壳体外端设有密封盖，所述密封盖内侧面设置有压电元件，所述壳体内侧壁之间设置有电磁隔离板，所述壳体内部设有前置放大器电路板，所述壳体内端设有外设接口，所述外设接口、所述前置放大器电路板以及所述压电元件之间依次通过导线连接。

可选的，所述缸体的侧壁对称设置有两个所述声发射检测装置。

可选的，所述瓦斯入口可替换为可识别性溶液进口，所述瓦斯出口可替换为可识别性溶液出口。

可选的，所述缸体与所述导向筒之间、所述导向筒与所述传力柱之间、所述第一锥形压头与所述传力柱之间以及所述第二锥形压头与所述缸体的内底壁之间均设置有橡胶密封圈。

可选的，所述传力柱、所述壳体、所述密封盖以及所述电磁隔离板均由不锈钢制成。

可选的，所述导向筒的外表面和所述传力柱的外表面分别设置有第一端盖和第二端盖，且所述第一端盖和所述第二端盖的侧面均设有把手插孔。

同时本实用新型提供一种检测煤岩在外部条件下裂隙动态发育规律的系统，包括信号放大器、信号处理器以及上述检测煤岩在外部条件下裂隙动态发育规律的装置，所述声发射检测装置与所述待测煤岩连接，所述信号放大器的输入端和输出端分别与所述声发射检测装置和所述信号处理器电连接，所述信号处理器与外部显示器电连接。

可选的，所述声发射检测装置的检测端设置有电荷信号采集系统，所述电荷信号采集系统包括依次电连接的电荷传感器、转换元件和数据采集器，所述电荷传感器为非接触方式，所述转换元件为电荷灵敏前置放大器。