[发明专利]一种煤岩吸水自由膨胀应变测量方法

说明书

技术领域

本发明属于煤岩吸水膨胀应变实验的一种新的测试方法以及仪器，主要涉及煤岩的自由膨胀率。

背景技术

由于煤岩的吸水膨胀引起的工程问题受到了普遍的注意。对于煤岩吸水膨胀的实验测定十分重要，具有很大的意义，所以对简化煤岩吸水膨胀实验方法以及提高精确度需要继续提高。

目前大部分测量煤岩吸水自由膨胀的方法都是用千分尺，这种方法原则上可以得到结果，但是实际操作却耗时长，成功实验有困难。针对目前的这种用千分尺的方法测量煤岩吸水膨胀实验，指出具体的几个缺点：(1)这种实验需要持续48h，而且千分尺的读数需要人读，在靠后的试验中需要一个小时读一次数，不能间断，无疑需要投入大量的时间和精力；(2)容错率低，对于人工读数本身就很容易出现误差，读错的情况，实验的准确性和成功的可能性就很难保证。每次实验都需要48h，错一次都会对实验的可靠性产生影响。(3)千分尺测量轴向或者径向应变时需要保持高度的垂直，要做到十分精准很困难；(4)千分尺与试件接触时，为了避免千分尺陷进试件中需要一块较硬的板事先贴到上面，在测径向时就比较困难；

煤岩实验本身从样本的采集，储存，实验，到数据处理都要求十分精细，针对目前千分尺的实验办法，实验成功存在困难。

发明内容

本发明的目的是为了公开一种利用应变片代替千分尺，用高速采集仪代替人工读数和处理数据的方法，来解决实验中测量的问题。

本发明为了实现这种目的采取以下技术方案：本实验系统主要由容器，试样，高速采集仪，径向应变片和轴向应变片组成。将应变片分别贴在试件侧面的中轴线中间和上表面的中间，将应变片连接到高速采集仪上，便可采集48h的数据。

所述的煤岩吸水自由膨胀应变测量方法，包括以下步骤：

步骤一：实验要在气温20±2℃的常温环境下进行；

步骤二：打磨煤块试件，清楚表面污染物；

步骤三：将径向和轴向应变片贴在试件上；

步骤四：将试件放入玻璃容器中；

步骤五：将应变片与动静态仪连接，再将动静态仪与数据采集系统连接；

步骤六：打开动静态仪和数据采集系统，先采集一段时间数据；

步骤七：将容器中注入水直至淹没试件；

步骤八：实验继续进行48h，结束后将设备中所得到图像保存下来，实验结束。

本发明的有益效果：

1、本发明与现有标准方法相比，所需的实验装置要求简单，无需特意定制一个容器，不需要固定试样，只需要将试样放在一个能够盛水的容器中去。

2、本发明与现有标准方法相比，无需专人读数，耗费大量的人力，只需设定好设备，便无需看管。

3、本发明与现有标准方法相比，测量精确稳定，采样速率高，可以频繁的采点，得到的实验图像更加平滑科学。

4、本发明与现有标准方法相比，无需人工的处理数据，采集的的数据直接就是应变而不是形变量，最终数据采集系统直接就可以得出实验图像。

5、本发明与现有标准方法相比，能够同时测量多个试样，只要数据采集系统的通道数满足，可以同时采集十几个到几十个试样的数据，这是现有标准放大所做不到的。

附图说明

图1为本发明方法的示例图。

图2为本实施案例轴向应变图。

图3为本实施案例径向应变图。

图1中1-高速采集仪，2-动静态应变仪，3-容器，4-径向应变片，5-试样，6-轴向应变片.

具体实施方式

以下结合附图和具体实施案例对本发明方法做进一步的详细说明。

如图1所示，一种煤岩吸水自由膨胀应变测量系统，所述高速采集仪1为HIOKI 8842T存储记录仪。所述动静态应变仪2为SDY2102E动静态应变仪。所述容器3为1000ml的烧杯。所述径向应变片4和轴向应变片6为BX120-5AA型应变片。所述试样5为直径50.48mm，高度26.56mm的圆柱形煤块。采用所述的煤岩吸水自由膨胀应变测量方法，包括以下步骤：

步骤一：实验要在气温20±2℃的常温环境下进行；

步骤二：打磨煤块试件，清楚表面污染物；

步骤三：将径向应变片用环氧树脂胶在煤块试样的上表面的正中间，将轴向应变片环氧树脂胶在侧面的正中间。

步骤四：将试件放入烧杯中；

步骤五：将应变片与动静态仪连接，再将动静态仪与存储记录仪连接，将存储记录仪的采点速率设置为0.3s每次；

步骤六：打开动静态仪和数据采集系统，先采集一段时间数据；