[发明专利]模拟煤岩受力加载装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验器材，特别涉及一种模拟煤岩受力的加载装置。

背景技术

目前在煤岩层的受力模拟加载装置中，多采用撞杆直接撞击入射杆来确定煤岩层的受力状况，但是在深地下的煤岩层中，煤岩层不仅受三维压力，还受到其他的压力，诸如高水压、瓦斯气压、高温度，而目前的实验装置无法将这些压力加入到模拟环境中，造成模拟环境的不准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种模拟煤岩受力加载装置，该装置可以真实模拟地下压力环境。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种模拟煤岩受力加载装置，包括撞杆、施压油缸、均衡油缸、入射杆以及透射杆，施压油缸的底部设置油缸支座，撞杆设置于入射杆远离施压油缸的一端，撞杆的中心与入射杆的中心处于同一水平面且处于同一直线，施压油缸的两端设置法兰，施压油缸的中心设置围压腔，围压腔的中心位置放置煤岩试件，煤岩试件的外围设置钢套，入射杆的一端放置于围压腔内，入射杆的另一端放置于支座内，透射杆的一端放置于围压腔的另一端内，透射杆的另一端放置于另一个支座内，入射杆与透射杆夹住煤岩试件钢套的两端，入射杆与透射杆的直径稍小于围压腔的直径，入射杆和透射杆上设置应变片，或者在煤岩试件上设置应变片，应变片连接到数据处理系统，入射杆、透射杆、煤岩试件的钢套的中心处于同一水平面且处于同一直线，施压油缸的底端设置有油管接口，油管接口连接一根油管，油管通过分流器分别连接到均衡油缸与液压手动泵，油管在靠近均衡油缸的位置设置单向阀，所述单向阀上设置压力表。

优选的，入射杆与透射杆采用霍普金森杆。

优选的，煤岩试件的外围包裹橡胶套，橡胶套内充入高压气体，橡胶套外围由钢套包裹。

优选的，入射杆、透射杆与支座的连接处分别设置蝶形弹簧。

优选的，与透射杆连接的支座在远离施压油缸的一端设置有缓冲油缸。

优选的，施压油缸内设置加热丝。

优选的，施压油缸的顶部设置溢流阀。

优选的，施压油缸的顶部设置有加气装置，加气装置包括进气管以及两根出气管，进气管的一端连接到高压气体输出口，进气管的另一端通过气体分流器连接两根出气管，出气管的出气口设置于煤岩试件的钢套内。

优选的，进气管上设置有一个调节阀。

采用上述技术方案，本发明通过施压油缸向煤岩试件施加三维压力及同时使用撞杆撞击入射杆向煤岩试件施加轴向压力，真实还原了深地下开采煤岩层的受力状况，即煤岩层所受到的三维压力以及开采工具的冲击力，对深地下煤岩层的性能参数研究更精确。同时，本发明装置既可做准静态实验，也可做动态实验，解决了同一设备不能做两种实验的麻烦。

入射杆与透射杆采用霍普金森杆，便于计算得出煤岩试件的性能参数；煤岩试件的外围包裹橡胶套，橡胶套内充入高压气体，橡胶套外围由钢套包裹，使煤岩试件模拟被瓦斯气体包裹时的压力，还原深地下煤岩层的状态；入射杆、透射杆与支座的连接处分别设置蝶形弹簧，与透射杆连接的支座在远离施压油缸的一端设置有缓冲油缸，避免入射杆和透射杆受力过大时使煤岩试件破碎而破坏油缸；施压油缸内设置加热丝，可以使设备模拟深地下的温度环境；施压油缸的顶部设置溢流阀，当进行实验时压力超过规定值时可以打开溢流阀进行泄压，避免破坏油缸；施压油缸的顶部设置有加气装置，加气装置包括进气管以及两根出气管，进气管的一端连接到高压气体输出口，进气管的另一端通过气体分流器连接两根出气管，出气管的出气口设置于煤岩试件的钢套内，可以使设备模拟深地下环境的高气压环境；进气管上设置有一个调节阀，避免高压气体快速进入钢套而使设备发生故障。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明施压油缸的结构示意图；

图3是本发明加气装置的结构示意图；

图4是本发明加气装置与施压油缸的装配图。

其中，1.撞杆  2.施压油缸  3.均衡油缸  4.入射杆  5.透射杆  6.围压腔  7.煤岩试件  8.油缸支座  9.支座  10.油管接口  11.油管  12.压力表13.液压手动泵  14.蝶形弹簧  15.缓冲油缸  16.加热丝  17.加气装置  18.进气管  19.出气管  20.调节阀。

具体实施方式

下面结合附图，通过对实施例的描述，对本发明做进一步说明：