[发明专利]一种模拟掘进扰动情况下煤岩体三轴加载试验装置及方法

摘要

本发明公开了一种模拟掘进扰动情况下煤岩体三轴加载试验装置及方法，属于煤岩体渗流损伤破坏特性研究的技术领域。本发明提供了一种能够更加真实模拟掘进扰动作用，煤岩体损伤破坏过程可视的三轴加载试验装置，同时该装置能够实现不同水压、不同加载方式以及不同扰动作用对煤岩体的破坏及渗流特性的影响的研究。该发明可实现掘进扰动作用下，煤岩体裂隙扩展的全过程监测，及煤岩体中应力变化，渗流压力变化的实时动态监测，进而定量化研究掘进扰动煤岩体渗流损伤破坏特性，对掘进工作面突水做出科学预判，减少掘进工作面突水灾害的发生。

主权项

1.一种模拟掘进扰动情况下煤岩体三轴加载试验装置，其特征在于：包括试件加载腔体；试件加载腔体为长方体结构，在试件加载腔体的顶部设有轴向加载装置，在左侧和后侧分别设有侧向加载装置，在右侧设有侧向扰动装置；侧向加载装置、侧向扰动装置分别通过各自两侧的承载立柱固定；轴向加载装置包括轴向加压板、轴向加载推杆和轴向加载油缸；轴向加载油缸通过轴向加载活塞与轴向加载推杆连接，轴向加载推杆内设有折形进水管路，进水管路下端与轴向加压板进水孔紧密对接，轴向加压板为长方体板，内部设有空腔，该空腔上部与进水孔相连，下部与漏水孔相连；侧向加载装置包括左侧加压板、左侧加载推杆和左侧加载油缸、后侧加压板、后侧推杆和后侧加载油缸；左侧加载油缸通过左侧加载活塞与左侧加载推杆连接，左侧加载推杆连接左侧加压板，左侧加压板位于试件加载腔体的内部侧壁上；后侧加载油缸通过后侧加载活塞与后侧加载推杆连接，后侧加载推杆连接后侧加圧板，后侧加压板位于试件加载腔体的内部侧壁上；试件加载腔体的上盖、左侧壁、后侧壁的中心位置均设有推杆孔；轴向加载油缸、左侧加载油缸、后侧加载油缸通过计算机系统进行电液伺服控制，实现加载端位移及压力的精准控制及相应的数据记录功能；侧向扰动装置包括扰动钻杆和扰动加载电机，在试件加载腔体的右侧面中心位置设有腔体扰动钻头孔，扰动钻杆穿过右侧腔体扰动钻头孔与扰动加载电机相连，加载电机施加钻动和冲击两种扰动载荷，分别模拟实际煤层掘进中综掘机掘进巷道和爆破掘进两种掘巷方式对煤层产生的扰动；所述轴向加载推杆内设有与轴向加压板进水孔相通的进水管路，腔体进水口与轴向加压板中心进水孔通过铜管相通；腔体底部中心处设有与腔体内部相通的出水口。