[实用新型]多期构造运动作用下煤系地层应力分布模拟装置

权利要求书

1.多期构造运动作用下煤系地层应力分布模拟装置，其特征在于：包括岩层模拟与固定系统、构造动力模拟系统、构造变形控制系统、加压系统以及信息采集测试与分析系统；

岩层模拟与固定系统内设置并固定有若干层岩层，假定岩层的纵向为前后方向，横向为左右方向，构造动力模拟系统设置在岩层的周围并对岩层施加纵向力和横向力，构造变形控制系统设置在岩层模拟与固定系统内的顶部和底部并用于控制岩层的变形使岩层能达到预期的构造形态，加压系统采用液压系统为构造动力模拟系统和构造变形控制系统提供动力；信息采集测试与分析系统包括横向应力传感器、纵向应力传感器、高清摄像头、数据采集线路和计算机，横向应力传感器和纵向应力传感器设置在岩层纵向和横向的表面，高清摄像头设置在岩层模拟与固定系统内对整个加载过程中模拟岩层的变形变化进行实时拍摄，高清摄像头、横向应力传感器和纵向应力传感器通过数据采集线路与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的多期构造运动作用下煤系地层应力分布模拟装置，其特征在于：岩层模拟与固定系统包括固定箱体、固定支座和活动压座，固定支座通过沿左右水平方向设置的销轴转动连接在固定箱体内后侧，固定支座前侧开设有固定方槽，固定支座后侧沿左右水平方向设置有一道截面呈弧形的固定支撑槽，固定箱体内后侧壁设置有与固定支撑槽顶压接触的支撑柱；

活动压座后侧开设有与固定方槽前后对应的活动方槽，固定箱体内左侧壁和右侧壁沿前后方向开设有导槽，活动压座两侧设置有伸入并沿导槽前后滑动的导柱，活动压座前侧沿左右水平方向设置有一道截面呈弧形的活动顶压槽；

岩层包括自上而下设置的一层调节岩层和若干层测试岩层，调节岩层和测试岩层的前端部放置在活动方槽内，调节岩层和测试岩层的后端部放置在固定方槽内。

3.根据权利要求2所述的多期构造运动作用下煤系地层应力分布模拟装置，其特征在于：构造动力模拟系统包括横向动力模拟机构和纵向动力模拟机构；横向动力模拟机构沿岩层前后方向至少设置三组，

每组横向动力模拟机构均包括垫块、两块左压板、两块右压板、一块拉板、四条预应力钢绞线和一个横向油缸，横向油缸左侧固定在固定箱体的右侧，横向油缸的活塞杆右端与拉板左侧面固定连接，垫块设置在两块右压板右侧和固定箱体右侧壁之间，两块左压板设置在岩层左侧并前后间隔设置，两块右压板设置在岩层右侧并前后间隔设置，前侧的两条预应力钢绞线的左端分别与前侧一块左压板的上部和下部锚固，前侧的两条预应力钢绞线的右端穿过两块右压板和固定箱体右侧壁后与拉板前侧的上部和下部锚固，后侧的两条预应力钢绞线的左端分别与后侧一块左压板的上部和下部锚固，后侧的两条预应力钢绞线的右端穿过垫块以及固定箱体右侧壁后与拉板后侧的上部和下部锚固；

纵向动力模拟机构包括设置在固定箱体内的纵向油缸和驱动杆，纵向油缸的后侧固定连接在固定箱体前侧内壁，驱动杆沿左右水平方向设置，纵向油缸的活塞杆后端与驱动杆中部固定连接，驱动杆后侧顶压在活动压座前侧的活动顶压槽内。

4.根据权利要求2所述的多期构造运动作用下煤系地层应力分布模拟装置，其特征在于：构造变形控制系统包括两个前千斤顶、六个中千斤顶和两个后千斤顶，两个前千斤顶分别固定在固定箱体前侧的顶部内壁和底部内壁，两个前千斤顶分别位于岩层的上方和下方且上下对应设置；三个中千斤顶沿左右方向间隔固定在固定箱体的中间顶部内壁，另三个中千斤顶沿左右方向间隔固定在固定箱体的中间底部内壁，上部的三个中千斤顶和下部的三个中千斤顶分别位于岩层的上方和下方且上下一一对应，两个后千斤顶分别固定在固定箱体后侧的顶部内壁和底部内壁，两个后千斤顶分别位于岩层的上方和下方且上下对应设置。

5.根据权利要求3所述的多期构造运动作用下煤系地层应力分布模拟装置，其特征在于：加压系统包括液压控制装置、液压泵、液压油罐和液压分流器，液压泵的进口通过第一高压油管与液压油罐连通，液压泵的出口通过第二高压油管与液压分流器的进口连通，液压分流器上设置有三个出口，液压分流器的一个出口通过第三高压油管与纵向油缸连接，液压分流器的第二个出口通过第四高压油管与横向油缸连接，液压分流器的第三个出口通过第五高压油管与构造变形控制系统连接，第三高压油管、第四高压油管和第五高压油管上均设置有电子阀门及压力表，液压控制装置通过控制线分别与液压泵以及所有的电子阀门和压力表连接。