[发明专利]一种散体充填材料多向加载试验系统

说明书

本发明公开了一种散体充填材料多向加载试验系统，其特征是，包括轴向加载系统、加载箱体、侧向加载系统和数据监测与采集系统；所述加载箱体放置于电液伺服万能试验机上；所述轴向加载系统通过电液伺服万能试验机进行轴向加载；所述侧向加载系统用于对加载箱体提供侧向加载压力；所述数据监测与采集系统用于采集侧向加载系统、轴向加载系统的数据。本发明所达到的有益效果：本试验系统可同时实现对充填材料试样的侧向与轴向加载，与现场实际情况更加吻合，可准确地测试夯实作用对充填材料压实特性的影响规律，从而为充填采煤关键工程参数的设计提供理论支撑，更好地指导充填采煤工作面的设计与生产，为充填采煤关键工程参数的设计提供理论支撑。

技术领域

本发明涉及一种散体充填材料多向加载试验系统，属于充填材料实验技术领域。

背景技术

当散体充填材料被充填入采空区后，为达到较好的充填效果，充填采煤液压支架后部的夯实系统将对充填材料施加一定的夯实力。但夯实力的方向与上覆岩层作用于充填材料的方向不一致，而目前研究夯实力对充填材料压实特性的影响时，均是近似将轴向应力加载方向视为夯实力作用方向，模拟夯实力对充填材料的作用，导致试验结果与实际有所偏差。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种散体充填材料多向加载试验系统，解决目前试验研究所面临的一系列问题，为充填采煤关键工程参数的设计提供理论支撑。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种散体充填材料多向加载试验系统，其特征是，包括轴向加载系统、加载箱体、侧向加载系统和数据监测与采集系统；所述加载箱体放置于电液伺服万能试验机上；所述轴向加载系统通过电液伺服万能试验机进行轴向加载；所述侧向加载系统用于对加载箱体提供侧向加载压力；所述数据监测与采集系统用于采集侧向加载系统、轴向加载系统的数据。

前述的一种散体充填材料多向加载试验系统，其特征是，所述数据监测与采集装置包括拉杆式位移传感器、轮辐式压力传感器、压力变送器、控制器、MCGS组态软件和主控模块；所述拉杆式位移传感器、轮辐式压力传感器、压力变送器均固定在侧向加载系统中，位移与压力物理量通过模拟量输入输出模块进行信号采集，并传输到控制器；所述控制器与MCGS组态软件相连接，对数据进行存储，存储至数据库的数据导入到EXCEL文件中，对数据进行处理。

前述的一种散体充填材料多向加载试验系统，其特征是，所述侧向加载系统包括液压泵站、加载油缸、控制箱、液压油管、肋板和弧形支撑；所述肋板和弧形支撑用于连接加载箱体；所述液压泵站上装有压力表和溢流阀，通过液压油管与加载油缸相连接；所述控制箱上安装有控制按钮，包括电机的启动按钮、停止按钮，加载油缸的加载按钮、卸载按钮和急停按钮。

前述的一种散体充填材料多向加载试验系统，其特征是，所述加载油缸上安装有单向节流阀，其前端通过销子连接轮辐式压力传感器；所述轮辐式压力传感器直接作用于侧向加载系统的侧向压板上。

前述的一种散体充填材料多向加载试验系统，其特征是，所述加载箱体包括金属底座、侧压板、前侧板、左侧板、右侧板和上盖板；所述左侧板、右侧板均与前侧板之间焊接加强筋；所述左侧板、右侧板、前侧板与上盖板、金属底座之间通过螺栓连接；所述金属底座上焊接所述肋板与弧形支撑结构；所述加载油缸通过法兰与肋板固定，通过弧形支撑结构与金属底座固定。

本发明所达到的有益效果：本试验系统可同时实现对充填材料试样的侧向与轴向加载，与现场实际情况更加吻合，数据更可靠，可准确地测试夯实作用对充填材料压实特性的影响规律，从而为充填采煤关键工程参数的设计提供理论支撑，更好地指导充填采煤工作面的设计与生产，为充填采煤关键工程参数的设计提供理论支撑。

附图说明

图1是散体充填材料多向加载试验系统整体示意图；

图2(a)是侧向加载系统与加载箱体的主视图；