[实用新型]一种大尺寸长方体煤岩试样长期承载试验监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩石力学试验技术领域，具体的说是一种大尺寸长方体煤岩试样长期承载试验监测装置。

背景技术

条带开采作为一种常用的采煤方法，仅采出煤层中的部分煤炭，留设的煤炭则以条带煤柱的形式支撑上覆岩层，能够有效的抑制采场上覆岩层沉陷和地表移动，从而保护地面生态环境和建筑物、铁路等设施。保证条带煤柱长期稳定性有利于矿井的安全生产和经济发展，研究条带煤柱长期承载下的力学性质与失稳机理显得十分必要。采用大尺寸长方体煤岩试样模拟条带煤柱，进行长期承载试验，并监测煤岩试样的力学特征和破坏形态，是研究条带煤柱失稳机理的重要方法之一。

为尽可能相似的模拟矿井之下的条带煤柱，煤岩试样在长期承载过程中需要在相对的两面施加侧限约束，监测具有侧限约束的大尺寸长方体煤岩试样在整个长期承载过程中各自由面不同点的横向变形以及各非自由面不同点的应力变化，并监测大尺寸长方体煤岩试件局部破坏后但整体尚未失稳前各非自由面不同点的承载能力、应力大小及其变化情况，以及各自由面不同点的变形特征。

随着人们对条带煤柱稳定性的深入研究，对该试验中监测数据量和监测精度的要求越来越高，也就对大尺寸长方体煤岩长期承载试验的监测方法和设备提出了更高的要求。然而，目前尚无切实可行的监测技术与完善的监测系统辅助完成该试验。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本实用新型提供了一种大尺寸长方体煤岩试样长期承载试验监测装置，实现了对待测煤岩试件各自由面不同点的横向变形以及各非自由面不同点的应力变化情况的监测，结构简单，体积小，拆装容易，操作简便。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种大尺寸长方体煤岩试样长期承载试验监测装置，包含有上压板、底板、侧限约束板、上应力传感器定位板、底应力传感器定位板、侧应力传感器定位板和位移传感器定位板，所述上压板设置于底板的正上方，所述侧限约束板为两块，设置于底板上左右两侧，并通过固定螺栓固定，所述上压板的下表面、两块侧限约束板的内侧面、底板的上表面分别紧密接触设置有上应力传感器定位板、侧应力传感器定位板和底应力传感器定位板，所述上应力传感器定位板、两块侧应力传感器定位板和底应力传感器定位板的端面之间形成前后面镂空的长方体空间，所述长方体空间的前后侧面上对称固定连接多组位移传感器定位板，待测煤岩试样放置于所形成的长方体空间内，在各传感器定位板内安装对应的传感器即可进行监测。

所述固定螺栓的两侧设置有调节螺母。

所述上应力传感器定位板、底应力传感器定位板、侧应力传感器定位板上均设置有应力传感器定位槽，所述应力传感器定位槽的开口方向均朝向待测煤岩试样，每个所述应力传感器定位槽旁设置引线槽。

所述位移传感器定位板设置为L型，通过压紧螺栓与底板固定连接。

本实用新型设计了由上压板、底板、侧限约束板组成的大致呈六面体形状的空间用于待测煤岩试样的监测，在所述上压板、底板、侧限约束板内侧面分别设置应力传感器，在整个装置的前后两侧面对称设置位移传感器，准确测出长期承载下大尺寸长方体煤岩试样各非自由面的不同点的应力变化和各自由面不同点的横向变形情况，进而分析大尺寸长方体煤岩试样长期承载过程中的力学特征和破坏形态，探究条带煤柱失稳机理，试验效果好，结构简单，拆装方便，占空小，成本低，具有广泛的实用性。

附图说明

图1为本实用新型整体的主视图；

图2为本实用新型拆掉侧限约束板的右视剖面图；

图3为本实用新型拆掉上压板和底板的俯视剖面图；

图4为本实用新型侧限约束板的右视图；

图5为本实用新型上压板和底板的俯视图；

图6为本实用新型“L”形位移传感器定位板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述：