[实用新型]一种含瓦斯煤岩动-静耦合力学行为试验装置

说明书

一种含瓦斯煤岩动‑静耦合力学行为试验装置，属于含瓦斯煤岩力学行为测试装置技术领域。所述含瓦斯煤岩动‑静耦合力学行为试验装置，包括耐压腔体、孔隙流压系统、液压传动系统和温控系统，所述耐压腔体内设置有上压头和下压头，耐压腔体的上部与法兰盖连接，动载压杆的一端与上压头连接，另一端与动载液压油缸的活塞同轴连接，耐压腔体的下部与法兰盘连接，静载压杆的一端与下压头连接，另一端与应力传感器的顶部同轴连接，应力传感器的底部与静载液压油缸的活塞连接。所述含瓦斯煤岩动‑静耦合力学行为试验装置建立含瓦斯煤体动‑静耦合力学行为演化与失稳作用机制，揭示煤、岩体动力灾害本源机理，为煤岩体动力灾害防治提供可靠的试验基础。

技术领域

本实用新型涉及含瓦斯煤岩力学行为测试装置技术领域，特别涉及一种含瓦斯煤岩动-静耦合力学行为试验装置。

背景技术

近年来煤炭工业正式进入深部开采阶段，受深部“三高一扰动”作用，冲击地压和煤与瓦斯突出事故规模、发生频率呈现出明显的上升趋势，因此对深部处于高地应力和瓦斯压力环境下的煤体受冲击载荷作用下的破坏过程开展研究，理清其力学行为演化机制有利于更科学的了解深部高应力、高瓦斯应力环境下煤体受人类工程扰动过程灾变孕育机制，特别是有针对性的对深部含瓦斯煤体冲击-突出复合灾害愈发严重的工程概况下深入发掘灾害本质，掌握其失稳力学机制及力学参数时空演化规律，对实现深部煤炭安全开采具有重要的科学意义和工程价值。

目前关于煤、岩体冲击载荷作用下的力学行为试验装置相对较少，现有的研究主要利用SHBP装置但实验过程复杂，与此同时能满足开展不同围压、瓦斯压力的含瓦斯煤岩冲击载荷作用下的试验装置仍鲜有出现，而深部冲击-突出复合灾害的孕育发生机制及其防控方法不仅需要从理论上深入探讨，同时还需要开展相应的物理试验研究，因此研制一种操作方便、适用性强，可获得含瓦斯煤体在高围压、冲击载荷作用下破坏过程的力学参量的试验装置是十分必要的。

综合现场实测和理论分析，为了使试验装置尽可能对深部不同应力状态下含瓦斯煤体受冲击载荷作用后的力学行为充分反映，实用新型装置满足以下必要条件：①可开展静力学加载，对煤岩体施加高孔隙流压、轴压和围压以模拟原始受载状态②可提供冲击加载，对处于高孔隙流压和围压下的煤岩体施加冲击载荷③对整个受载过程中产生的应力、各向应变和孔隙流压变化等参量信号记录并储存。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型的目的是一种含瓦斯煤岩动-静耦合力学行为试验装置，结构简单、操作方便、参数准确，可在煤岩石上施加高围压、高孔隙流压环境，并对煤体施加冲击载荷，同时监测其受载破坏过程产生的应力、应变、瓦斯流量和压力变化，为获得更接近真实应力状态的含瓦斯煤岩在冲击载荷作用下的破裂规律、理清煤体失稳临界参量、探索深部冲击突出复合灾害孕育力学机制、以及预测防治深部矿井冲击突出复合灾害提供理论依据和工程指导。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种含瓦斯煤岩动-静耦合力学行为试验装置，包括耐压腔体、孔隙流压系统、液压传动系统和温控系统；

所述耐压腔体内设置有上压头和下压头，所述上压头和所述下压头中间设置煤岩试样，所述耐压腔体的上部设有第一开口，所述第一开口与法兰盖连接，所述法兰盖的顶部与第一圆筒形连接件的底部连接，所述第一圆筒形连接件的顶部与动载液压油缸的外壳连接，所述第一圆筒形连接件内设有动载压杆，所述动载压杆的一端穿过法兰盖与上压头连接，另一端穿过第一圆筒形连接件与动载液压油缸的活塞同轴连接，所述耐压腔体的下部设有第二开口，所述第二开口与法兰盘连接，所述法兰盘底部与第二圆筒形连接件的顶部连接，所述第二圆筒形连接件的底部与静载液压油缸外壳的顶部连接，所述静载液压油缸外壳的底部固设于底座上，所述第二圆筒形连接件内设有静载压杆，所述静载压杆的一端穿过法兰盘与所述下压头连接，另一端与应力传感器的顶部同轴连接，所述应力传感器的底部与静载液压油缸的活塞连接，所述耐压腔体下部的两侧分别与一个举升油缸的顶部连接，所述举升油缸的底部固设于所述底座上；