[发明专利]一种分级加卸载煤体多场耦合动态特性实验系统和方法

权利要求书

1.一种分级加卸载煤体多场耦合动态特性实验系统，其特征在于，包括实验装置和监测装置；

所述实验装置包括充气装置、应力加卸载装置、渗流解吸装置和瓦斯抽采装置；

所述充气装置包括瓦斯气瓶(11-1)、手动阀门(11-5)、减压阀(11-6)和气动阀(11-7)；所述渗流解吸装置包括煤样仓(13-1)，所述应力加卸载装置包括加载泵(12-1)、加载油缸(12-2)、活塞杆(12-3)和加载板(12-4)；所述瓦斯抽采装置(14)包括气动阀(14-1)、截止阀(14-2)和抽采泵(14-3)；

所述煤样仓(13-1)呈空腔结构，所述煤样仓(13-1)上设置有进气口和出气口，所述瓦斯气瓶(11-1)通过气体管道连通煤样仓(13-1)的进气口，所述气体管道上依次设置有手动阀门(11-5)、减压阀(11-6)和气动阀(11-7)；所述煤样仓(13-1)的出气口通过输气管道连通连接瓦斯抽采装置中的抽采泵(14-3)，所述输气管道上沿气流方向依次设置有气动阀(14-1)和截止阀(14-2)；

所述加载油缸(12-2)设置在煤样仓(13-1)的外侧壁上进行密封连接，所述加载泵(12-1)连接加载油缸(12-2)的内腔，所述加载油缸(12-2)的内腔设置有活塞杆(12-3)，所述活塞杆(12-3)的端部设置有加载板(12-4)，所述加载板(12-4)与煤样仓(13-1)的侧壁进行密封连接；

所述监测系统包括非接触全场应变测量装置(21)、声发射监测装置和多参测控装置；

所述声发射监测装置(22)包括声发射探头(22-1)和声发射放大器(22-2)；多参测控装置(23)包括第一压力表(23-1)、第一流量传感器(23-2)、数据采集仪(23-3)、压力表(23-4)和监控主机(23-6)；

所述第一流量传感器(23-2)和第一压力表(23-1)设置在瓦斯气瓶(11-1)的气体管道上，第一流量传感器(23-2)和第一压力表(23-1)的输出端连接数据采集仪(23-3)的输入端；所述声发射探头(22-1)设置在煤样仓(13-1)的侧壁上，所述声发射探头(22-1)的输出端连接声发射放大器(22-2)的输入端，所述声发射放大器(22-2)的输出端连接数据采集仪(23-3)的输入端，所述数据采集仪(23-3)的输出端连接监控主机(23-6)；

所述非接触全场应变测量装置(21)设置在煤样仓(13-1)出气口的外侧，非接触全场应变测量装置(21)的输出端连接监控主机(23-6)。

2.根据权利要求1所述的一种分级加卸载煤体多场耦合动态特性实验系统，其特征在于，所述充气装置(11)还包括减压阀(11-2)、截止阀(11-3)和缓冲罐(11-4)，所述缓冲罐(11-4)和瓦斯气瓶(11-1)的出气口通过输气管路进行连接，所述输气管路上依次设置有减压阀(11-2)、截止阀(11-3)；缓冲罐(11-4)的另一端与煤样仓(13-1)的内腔相连接。

3.根据权利要求1所述的一种分级加卸载煤体多场耦合动态特性实验系统，其特征在于，所述煤样仓(13-1)采用锻件加工，所述煤样仓(13-1)的上端设置有可拆卸的上端盖，所述上端盖上设置有加载油缸(12-2)。

4.根据权利要求1所述的一种分级加卸载煤体多场耦合动态特性实验系统，其特征在于，所述煤样仓(13-1)的进气口和出气口的侧壁上设置有工放射型槽(13-2)。

5.根据权利要求1所述的一种分级加卸载煤体多场耦合动态特性实验系统，其特征在于，所述煤样仓(13-1)的出气口与抽采泵(14-3)之间的输气管道上设置有第二压力表(23-4)和第二流量传感器(23-5)，所述第二压力表(23-4)和第二流量传感器(23-5)连接数据采集仪(23-3)的输入端。

6.根据权利要求1所述的一种分级加卸载煤体多场耦合动态特性实验系统，其特征在于，所述抽采泵(14-3)为程控可调抽采泵。