[实用新型]一种基于微波破岩的加热腔体

说明书

本实用新型公开了一种基于微波破岩的加热腔体，包括腔体、设置于所述腔体底部用于承托岩样的托盘、设置于所述腔体顶部以及侧部并对准岩样的多个喇叭口、用于对岩样的温度数据进行采集的温度采集模块以及用于对岩样的图像数据进行采集的图像采集模块；喇叭口通过波导管连接至微波源，温度采集模块和图像采集模块设置于所述腔体上。本实用新型加热腔体，在腔体顶部以及侧部设有对准岩样的多个喇叭口，各喇叭口通过波导管连接至微波源，可实现多向馈波，并可通过温度采集模块和图像采集模块实现试样在微波照射过程中的实时观察和温度数据采集，能满足不同微波功率下的岩样微波照射试验需要。

技术领域

本实用新型属于采矿与岩土工程技术领域，具体涉及一种基于微波破岩的加热腔体。

背景技术

在采矿和岩土工程中，尤其是金属矿硬岩开采领域，寻求新的破岩方法实现矿体一步骤连续开采是国内外矿业界和工程界一直追求的目标。在煤矿开采中，各类连续采煤机的应用已成功实现软岩的连续开采。而在金属矿硬岩开采中，传统爆破法和机械破岩法依旧在破岩方法中占据主导地位，达到90％以上。虽然爆破法在大型岩石破碎工程中具有效率高，技术成熟等优势，在当前和今后仍将长期存在，但该方法对岩体扰动作用大，施工精度低，围岩支护困难以及存在较大的作业安全隐患等缺点。因此，机械破岩方法在近年了得到快速发展，高性能的硬岩切割刀具和切割设备得到国内外广泛关注。

但是，由于对于硬岩的机械方式破岩，无论是切削、冲凿、碾压还是研磨等不同的破岩方法和技术，在遇到硬度和抗压强度较高岩石时，刀具磨损大，维修量大，造成成本高和效率低。因此，将一些新的技术引入到机械破岩系统中，实施机械+辅助方式联合破岩成为目前公认行之有效的技术途径，如水射流辅助机械破岩、微波辅助机械破岩，以及液态二氧化碳、激光、等离子等新型辅助破岩技术。其中，微波由于具有加热不需介质传热，升温速度快、穿透性强、过程易于控制等特点，成为一种重要的辅助破岩手段。

微波在矿冶领域于上个世纪60、70年代最早应用于矿物加工，包括微波辅助选矿、磨碎和提纯以及微波对矿石的反应机理。自本世纪初以来，加拿大麦吉尔大学、美国科罗拉多矿业学院、奥地利奥本矿业大学及国内西安科技大学、东北大学等相关科研院所先后开展了微波辅助机械破岩的研究。由于微波加热具有选择性特点，因此对于微波对岩石材料介质的物理力学的作用和影响机制是微波辅助机械破岩的基本研究内容之一。

但是，目前国内外开展的微波破岩机理研究多采用常规工业微波炉开展实验，甚至是家用微波炉，部分设备功能单一，不能满足试验的相关要求，试验结果的可靠性较低。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的目的之一在于提供一种基于微波破岩的加热腔体，该加热腔体可实现多向馈波以及岩样温度和图像数据的实时采集，为岩石在微波照射下的损伤与破坏机理研究提供支撑。

一种基于微波破岩的加热腔体，包括：

腔体；

设置于所述腔体底部用于承托岩样的托盘；

设置于所述腔体顶部以及侧部并对准岩样的多个喇叭口；

温度采集模块，用于对岩样的温度数据进行采集；

图像采集模块，用于对岩样的图像数据进行采集；

所述喇叭口通过波导管连接至微波源，所述温度采集模块和图像采集模块设置于所述腔体上。

进一步的，所述图像采集模块包括多个摄像头，所述腔体侧壁上位于岩样四周设有多个对准岩样的摄像头安装孔，所述摄像头安装在所述摄像头安装孔中。

进一步的，所述温度采集模块包括红外热成像仪，所述腔体侧壁上设有对准岩样的热成像仪安装口，所述红外热成像仪安装在所述热成像仪安装口中。