[发明专利]二维组合应力诱导突出模拟试验装置

权利要求书

1.一种二维组合应力诱导突出模拟试验装置，包括反力框架（A）和试件箱（B），其特征在于：所述反力框架（A）是由左立柱（12）、右立柱（13）、上横梁（14）、下横梁（15）围成的封闭固定框架结构，反力框架（A）的左右两侧各配备有一个支撑架（16），反力框架（A）能在减速电机（24）的驱动下绕自身的安装轴线翻转90°，上横梁（14）上安装有压头（3）向下的伺服液压油缸（17），左立柱（12）上安装有压头（3）向右的伺服液压油缸（17），右立柱（13）、下横梁（15）上分别安装有支撑块（18），伺服液压油缸（17）和支撑块（18）共同将反力框架（A）内的试件箱（B）夹持住；每个压头（3）配备有一个穿过试件箱（B）的活塞（4），用于与试件箱（B）内的压板（5）相连；

所述试件箱（B）包括箱体（1）和箱盖（2），箱体（1）底部下方内置气体充填管路（7），并通过铺设在箱体（1）底部的泡沫金属层（6）向箱体（1）内均匀充气，所述箱体（1）的侧壁上还开设有突出口（1a）和传感器接线孔（1b），所述突出口（1a）外安装有泄压装置（8），所述传感器接线孔（1b）内安装有传感器转换接头（9）；

所述试件箱（B）内部埋设的各种传感器，通过箱体（1）的侧壁上的传感器接线孔（1b）与试件箱外的控制台（21）连接，传感器接线孔（1b）通过传感器转换接头（9）进行封堵，传感器转换接头（9）由“T”形圆台主体（9-1）、垫片（9-2）、密封圈（9-3）、导线（9-4）与绝缘引线管（9-5）组成；

“T”形圆台主体（9-1）与试件箱侧壁上开设的“T”形的传感器接线孔（1b）匹配，“T”形圆台主体（9-1）能由内向外插入“T”形的传感器接线孔（1b）内，“T”形圆台主体（9-1）包括小圆台和大圆台，小圆台上套装有垫片（9-2）和密封圈（9-3），安装后，垫片（9-2）和密封圈（9-3）被“T”形圆台主体（9-1）的台阶面压紧在“T”形传感器接线孔（1b）内；

“T”形圆台主体（9-1）的中部开设有至少两个贯通的管孔，每个管孔内插装有一根绝缘引线管（9-5），绝缘引线管（9-5）与管孔采用粘胶固定且绝缘引线管（9-5）的两端均延伸到管孔外，每根绝缘引线管（9-5）内插装有一根导线（9-4），导线（9-4）与绝缘引线管（9-5）采用粘胶固定且导线（9-4）的两端均延伸到绝缘引线管（9-5）外，导线（9-4）的内侧端用于与试件箱内的传感器的连接线相连，导线（9-4）的外侧端用于与试件箱外的控制台（21）相连；

泄压装置（8）由左支座（8-1）、右支座（8-2）、承压夹持器（8-3）、螺栓螺母组件（8-4）、密封圈（8-5）、第一爆破片（8-6）、第二爆破片（8-7）、压力传感器（8-8）组成，承压夹持器（8-3）位于左支座（8-1）与右支座（8-2）之间，并通过呈圆周均布的螺栓螺母组件（8-4）锁紧安装在试件箱的突出口（1a）外，承压夹持器（8-3）采用左中右三段式组装结构，左支座（8-1）、右支座（8-2）以及承压夹持器（8-3）的每段中部均开有正对突出口（1a）的气流过孔，承压夹持器（8-3）的左段与中段之间夹持安装有第一爆破片（8-6），承压夹持器（8-3）的中段与右段之间夹持安装有第二爆破片（8-7），第一爆破片（8-6）、第二爆破片（8-7）的内侧分别安装有一个压力传感器（8-8），承压夹持器（8-3）的中段侧壁上开有充气孔（8-3a），试件箱内的气流能经突出口（1a）进入左支座（8-1）、承压夹持器（8-3）的左段、第一爆破片（8-6）围成的密闭空间，充气孔（8-3a）的气体能进入承压夹持器（8-3）的中段、承压夹持器（8-3）的右段、第一爆破片（8-6）、第二爆破片（8-7）围成的密闭空间。

2.按照权利要求1所述的二维组合应力诱导突出模拟试验装置，其特征在于：还包括控制台（21）、液压站（22）和单轨电动葫芦（20）；在试件箱（B）内安装有压力传感器、温度传感器、孔隙压力传感器用于测定突出过程中的煤岩应力、煤样的温度以及瓦斯压力的传播规律及衰减特征；所述控制台（21）通过计算机控制伺服控制机（17b）实现多种应力波的加载及调控，并收集记录试验过程中试件箱（A）内部安装的传感器的数据；所述液压站（22）为反力框架（A）上的液压油缸（17a）提供动力；所述单轨电动葫芦（20）安装在反力框架（A）的上方用于吊装重物；在所述突出口（1a）前端安装有高速摄像机用于实现突出全过程的可视化，并配合声发射装置用于研究煤与瓦斯突出过程中的声发射现象发展规律。