[发明专利]基于地质力学模型试验的爆破模拟试验装置及方法

权利要求书

1.一种基于地质力学模型试验的爆破模拟试验装置及方法，其试验装置特征在于：由试验箱体、应力传递装置、液压加载系统和反力架组成，所述试验箱体包括整体铸造五面U型槽和上盖板、数据监测传感器接线口、微药量控制爆破雷管导线出口及爆破孔，所述应力传装置包括圆柱形加压活塞杆、活塞底座、固定螺栓和压力传递加压板，所述液压加载系统包括液压千斤顶、液压泵、输油管路和伺服控制系统，所述反力架包括上横梁、中横梁、加强筋和底横梁；所述应力传递装置安装在试验箱体上，所述试验箱体放置在反力架内，应力传递装置的圆柱形加压活塞杆与液压加载系统的液压千斤顶对齐；其试验方法特征在于：构建地质构造带煤岩体试验模型，确立爆破模拟试验的相似条件，利用微药量控制爆破技术进行模拟试验。

2.根据权利要求1所述的一种基于地质力学模型试验的爆破模拟试验装置及方法，其特征在于：所述试验箱体整体铸造五面U型槽内腔净尺寸为2800mm×2800mm×2000mm，整体铸造五面U型槽左右两侧各均匀布设14个应力传递装置，试验箱体上盖板尺寸为2800mm×2800mm，上盖板均匀布设49个应力传递装置，箱体和上盖板厚度为30mm；所述试验箱体前侧留有微药量控制爆破雷管导线出口及爆破孔，箱体右上侧留有数据监测传感器接线口。

3.根据权利要求1所述的一种基于地质力学模型试验的爆破模拟试验装置及方法，其特征在于：所述应力传递装置的底座高度为100mm，底座底部尺寸为200mm×200mm，圆柱形加压活塞杆高度350mm，直径70mm；每个活塞前端连接有加压板，施加垂直应力的上部活塞压力加压板尺寸为400mm×400mm×20mm，施加水平应力的左右两侧活塞压力加压板尺寸为2800mm×950mm×20mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于地质力学模型试验的爆破模拟试验装置及方法，其特征在于：所述液压加载系统由77组SUNS液压千斤顶、日本不二越液压泵、美国MOOG液压伺服阀、瑞士ELCO位移传感器、SUNS多通道电液伺服闭环控制系统和输油管路组成，液压千斤顶通过法兰盘与反力架连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于地质力学模型试验的爆破模拟试验装置及方法，其特征在于：所述反力架由反力架上横梁、反力架中横梁、反力架加强筋和反力架底横梁组成，反力架尺寸为5660mm(长)×2800mm(宽)×3430mm(高)，反力架加强筋是直径为50mm的钢结构螺旋圆柱，每一组反力架的上横梁和底横梁与中横梁的连接通过左右两侧的穿过中横梁的4根反力架加强筋和8个螺栓完成，每一组反力架顶部固定7组液压千斤顶，左右两侧各固定2组液压千斤顶。

6.根据权利要求1所述的一种基于地质力学模型试验的爆破模拟试验装置及方法，其试验方法特征主要包括以下步骤：

(1)建立构造带地质煤体试验模型，按照相似模拟试验的相似原理进行相似材料配比，在试验箱体中根据相似材料配比逐层铺设试验材料；

(2)在模型铺设过程中，埋入数据监测传感器；

(3)模型制作好之后，保持固定载荷进行应力加载；

(4)通过电钻按照设计的炮孔深度打炮眼，采用微药量控制爆破技术进行基于相似模拟和地质力学模型试验的爆破模拟试验。

7.根据权利要求1所述的一种基于地质力学模型试验的爆破模拟试验装置及方法，其微药量控制爆破技术特征在于：经过相似比例计算后在炮眼内装填黑索金炸药，然后装填引爆雷管，最后采用黄泥封堵炮孔，通过发爆器引爆雷管进行爆破扰动地质构造煤岩体的相似模拟试验。