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原文传递一种可瞬时卸载的真三轴煤岩体固流耦合实验装置

专利名称：	一种可瞬时卸载的真三轴煤岩体固流耦合实验装置
摘要：	本发明属于岩石力学模拟装置技术领域，具体涉及一种可瞬时卸载的真三轴煤岩体固流耦合实验装置。所述装置包括：密封腔体、轴压单元、围压单元、气体单元以及可瞬时卸载装置；本发明通过在真三轴试验机基础上加入气体单元，通过开关阀门对三个应力方向上的瓦斯渗流速度进行单独测试，也可对瞬时卸载试样失稳破坏时的瓦斯涌出进行测试，更好地模拟煤矿深部开采时高应力高瓦斯的矿井回采过程，从而研究动力灾害机理；很好地解决了现有的三轴试验系统缺少瞬时卸载装置，无法模拟动态瞬时卸载这一触发条件，从而不能全程再现煤岩瓦斯动力灾害的演化过程等问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	青岛理工大学
发明人：	刘杰;张冉;撒占友;卢守青;王春源
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910226963.6
公开号：	CN109883849A
代理机构：	济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：	郑平
分类号：	G01N3/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	266520 山东省青岛市西海岸新区嘉陵江路777号
主权项：	1.一种用于真三轴煤岩体固流耦合实验的可瞬时卸载装置，其特征在于，包括：刚性管道、加载杆、加载板、加载板复位装置、磁铁、第一滑轮、垫块、右压头、第二滑轮、侧向油泵、加载杆复位装置和固定杆；所述刚性管道的一端端部开设有供加载杆穿过的通孔，刚性管道的另一端为开口状，所述加载杆的一端穿过该通孔后与刚性管道内的加载板连接，所述加载板与刚性管道的内壁接触，且加载板能够随着加载杆的运动而在刚性管道内滑动；所述加载板复位装置位于刚性管道内，且加载板复位装置的一端与加载板连接，另一端与刚性管道的开设有所述通孔的端部的内壁连接，所述加载杆的另一端位于刚性管道的外部，且该端端部固定连接有磁铁，所述垫块设置在磁铁和右压头之间；所述侧向油泵用于向右压头施加挤压力，所述加载杆复位装置的一端固定在侧向油泵上，另一固定在固定杆上，所述固定杆固定在加载杆上。 2.如权利要求1所述的可瞬时卸载装置，其特征在于，所述刚性管道为透明材质制成，例如透明玻璃钢；所述刚性管道外部设置有高速摄像机。 3.如权利要求1或2所述的可瞬时卸载装置，其特征在于，所述加载板复位装置的数量为偶数，且以加载杆为轴，对称分布。 4.如权利要求1或2所述的可瞬时卸载装置，其特征在于，所述加载杆复位装置的数量为偶数，且以加载杆为轴，对称分布。 5.如权利要求1或2所述的可瞬时卸载装置，其特征在于，所述加载板复位装置和加载杆复位装置均为弹簧。 6.一种可瞬时卸载的真三轴煤岩体固流耦合实验装置，其特征在于，包括：密封腔体、轴压单元、围压单元、气体单元，以及，权利要求1-5任一项所述的可瞬时卸载装置；所述密封腔体由上、下、左、右、前、后六块腔体壁组成，所述六块腔体壁围绕形成内部具有空腔的立方体结构，所述密封腔体的上腔体壁可拆卸设置；所述六块腔体壁上均设置有孔，所述可瞬时卸载装置中的刚性管道的开口端可拆卸固定在右腔体壁上，且与右腔体壁上的孔对接，该右腔体壁上孔的尺寸与刚性管道相同；所述轴压单元包括：上加载杆、上压头、底座、下压头和轴向油泵，所述上加载杆的一端穿过上腔体壁上的孔后与挤压板连接，所述挤压板与加载板相同；所述上加载杆的另一端与位于刚性管道外部的上压头连接；所述底座的一端穿过下腔体壁上的孔后进入密封腔体中，底座的另一端与下压头连接，所述轴向油泵用于向下压头施加挤压力；所述围压单元包括左加载杆和反力支座，所述左加载杆的一端穿过左腔体壁上的孔后与挤压板连接，所述挤压板与加载板相同；所述左加载杆的另一端与位于刚性管道外部的反力支座连接，所述侧向油泵向可瞬时卸载装置中的加载杆和加载板施加压力；同样地，所述密封腔体的前、后腔体壁上也设置有围压单元，且该围压单元的设置方式与其在上、下腔体壁上的设置方式相同；所述气体单元包括：瓦斯气瓶、上进气管、左进气管、下出气管和右出气管,所述上进气管贯穿上加载杆以及连接在上加载杆上的挤压板，所述左进气管贯穿左加载杆以及连接在左加载杆上的挤压板，所述瓦斯气瓶与上进气管、左进气管均连通，所述下出气管贯穿底座设置，且下出气管一端与煤样所在的区域连通，所述右出气管贯穿加载板和加载杆设置，且右出气管的端与煤样所在的区域连通。 7.如权利要求6所述的可瞬时卸载的真三轴煤岩体固流耦合实验装置，其特征在于，所述刚性管道的侧壁上设置有瓦斯放散涌出口，所述瓦斯放散涌出口与压力变送器连接，所述压力变送器再与高精度气体流量计连接。 8.如权利要求6或7所述的可瞬时卸载的真三轴煤岩体固流耦合实验装置，其特征在于，所述瓦斯气瓶的出气口与减压阀连通，减压阀与三通管的左端口通，三通管的下端依次与真空泵控制阀、真空表、真空泵连通，所述三通管的右端通过另一三通管后分别与上进气管、左进气管位于腔体壁外部的端口连通，且两三通管之间设置有压力表连通，所述另一三通管与上进气管、左进气管的连通管路上均设置有阀门。 9.如权利要求8所述的可瞬时卸载的真三轴煤岩体固流耦合实验装置，其特征在于，所述下出气管位于腔体壁外部的端口依次与高精度流量计、压力变送器连通，所述端口和高精度流量计之间的连通管路上设置有阀门；同样地，所述右出气管位于腔体壁外部的端口依次与高精度流量计、压力变送器连通，所述端口和高精度流量计之间的连通管路上设置有阀门；所述瓦斯放散涌出口依次与高精度流量计、压力变送器连通，且瓦斯放散涌出口与高精度流量计之间的连通管路上设置有阀门。 10.如权利要求8所述的可瞬时卸载的真三轴煤岩体固流耦合实验装置，其特征在于，所述轴向油泵与伺服控制器连通，所述伺服控制器与计算机连通；同样地，所述侧向油泵与伺服控制器连通，所述伺服控制器与计算机连通。
所属类别：	发明专利