[发明专利]一种煤矿复合动力灾害动力效应模拟实验方法

权利要求书

1.一种煤矿复合动力灾害动力效应模拟实验方法，其特征在于：所述实验方法分为两类，第一类为不考虑采动应力和地应力影响的动力效应模拟实验，第二类为考虑采动应力和地应力影响的动力效应模拟实验；

所述第一类实验方法如下：将耐高压密封腔体的各分部件从上而下依次连接并在连接处注射密封胶；向连接好的耐高压密封腔体装入固定粒径的颗粒煤；水平旋转T型刚性压头90°使其始终处于限位解除状态；通过T型刚性压头对装入的颗粒煤施加预紧力；充入吸附性气体并保持设定吸附时间；通过T型刚性压头持续加载并同步监测耐高压密封腔体内气压变化；当加载到设定值时，打开防爆型高速气动阀快速卸压；同步记录耐高压密封腔体内颗粒煤声发射特征、透明管道不同位置处的气体压力、气体浓度及温度；通过红外热像仪和分体式高速摄像机记录破碎并抛出的颗粒煤体的红外成像及运动特征；统计破碎并被抛出的颗粒煤的总量、几何特征及沿透明管道分布特征；

所述第二类实验方法如下：将耐高压密封腔体的各分部件从上而下依次连接并在连接处注射密封胶；向连接好的耐高压密封腔体装入固定粒径的颗粒煤；将T型刚性压头通过限位开关限位构成密封腔体；充入吸附性气体保持设定吸附时间并同步监测耐高压密封腔体内气压变化；当达到设定吸附时间时通过防爆型高速气动阀卸压，同步记录耐高压密封腔体内颗粒煤声发射特征、透明管道不同位置处的气体压力、气体浓度及温度，通过红外热像仪和分体式高速摄像机记录破碎并抛出的颗粒煤体的红外成像及运动特征；统计破碎并被抛出的颗粒煤的总量、几何特征及沿透明管道分布特征；

所述耐高压密封腔体的各分部件分别为耐高压密封腔体的上段部分、中段可替换部分和底段部分；所述上段部分、中段可替换部分和底段部分顺次连接且在连接处注有密封胶；所述上段部分内侧开设有第一限位槽，所述中段可替换部分内侧开设有第二限位槽，所述中段可替换部分外表面前后对称开设有声发射探头安装槽；所述中段可替换部分左右开设有输入端和输出端；所述输入端与输出端中心线连线过该连线所在的中段可替换部分的截面的中心；所述输入端一分为三且单独控制，分别为抽真空端、充气端及传感器连接端；所述输出端通过防爆型高速气动阀连接透明管道，所述透明管道上部平面开设有气体压力传感器接口、温度传感器接口和气体浓度传感器接口；所述透明管道通过可调支撑架支撑；所述透明管道旁架设有红外热像仪和多个分体式高速摄像机；所述底段部分为倒T型结构，起密封作用；所述T型刚性压头顶部安设有限位开关，所述腔体顶部通过T型刚性压头施加动力，所述限位开关通过连接杆控制压头限位块实现限位功能，所述连接杆安设在T型刚性压头内部，所述压头限位块位于T型刚性压头下端；所述T型刚性压头底部开设有密封凹槽并套有密封圈加以密封；

所述压头限位块由附属机构A、附属机构B和附属机构C组成；所述附属机构B为弹簧，所述附属机构A钩挂附属机构C组成一整体并穿设附属机构B；所述限位功能实现过程如下：将耐高压密封腔体各段顺次拼接且在连接处注密封胶；将T型刚性压头推入耐高压密封腔体，通过旋转T型刚性压头保持限位开关与第一限位槽或第二限位槽位于同一直线且沿该直线铅直运动，当运动至第一或第二限位槽时，附属机构A受到附属机构B的作用卡入限位槽从而实现限位功能，此时，T型刚性压头被固定；转动T型刚性压头顶部的限位开关，在连接杆作用下，附属机构C带动附属机构B水平运动，附属机构B在附属机构C作用下将附属机构A从限位槽中水平拉出，从而实现限位解除。

2.如权利要求1所述一种煤矿复合动力灾害动力效应模拟实验方法，其特征在于，所述预紧力为0.3-0.5kN；向 所述耐高压密封腔体注入的吸附性气体的气压为0.1～2MPa，所述吸附时间不低于24h；所述几何特征包括粒径及比表面积，所述沿透明管道分布特征包括抛出距离及抛出速度。

3.如权利要求1所述一种煤矿复合动力灾害动力效应模拟实验方法，其特征在于，所述声发射探头安装槽中心线与输入端和输出端中心线在同一水平面且垂直于输入端和输出端中心线。

4.如权利要求1所述一种煤矿复合动力灾害动力效应模拟实验方法，其特征在于，所述输出端直径d与耐高压密封腔体直径D比例范围为[1/4,1/6]。