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原文传递一种受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置和监测方法

专利名称：	一种受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置和监测方法
摘要：	一种受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置和监测方法，属于煤岩监测和事故防治领域。该装置的上压头的下方周向均布有上屏蔽罩，下压头的上方设置有垫板，在垫板上方周向均布有下屏蔽罩；上屏蔽罩和下屏蔽罩相对设置，上屏蔽罩和下屏蔽罩之间设置有密封圈，上压头和上压头控制器连接；在下屏蔽罩内侧设置多个电荷探头，电荷探头通过电荷感应传感器和数据采集器连接；设置有两个水平放置且相互垂直的微震传感器，和一个垂直放置的微震传感器，且微震传感器均和数据采集器连接。该装置能够提供煤岩在单轴压缩条件下微震和电荷感应监测试验，能够得到切合实际的微震和电荷感应信号产生的原因，为预测预警矿山动力灾害提供理论依据。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	辽宁工程技术大学
发明人：	程传杰;赵扬锋;李兵;荆刚
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910307358.1
公开号：	CN110044739A
代理机构：	沈阳东大知识产权代理有限公司
代理人：	马海芳
分类号：	G01N3/32(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	123000 辽宁省阜新市细河区中华路47号
主权项：	1.一种受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置，其特征在于，该受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置包括压力机和检测装置；所述的压力机包括上压头、下压头、垫板、上屏蔽罩、下屏蔽罩、密封圈和上压头控制器；所述的检测装置包括微震传感器、电荷探头、电荷感应传感器和数据采集器；所述的上压头的下方周向均布有上屏蔽罩，所述的下压头的上方设置有垫板，在垫板远离下压头的一侧周向均布有下屏蔽罩；上屏蔽罩和下屏蔽罩相对设置，形成煤岩试样放置腔，上屏蔽罩远离上压头的一端和下屏蔽罩远离下压头的一端之间设置有密封圈，所述的上压头和上压头控制器连接；在煤岩试样放置腔位于下屏蔽罩内侧设置多个电荷探头，所述的电荷探头和电荷感应传感器相连接，所述的电荷感应传感器和数据采集器连接；在位于下屏蔽罩外侧的垫板上设置有第一微震传感器、第二微震传感器、第三微震传感器，其中，第一微震传感器水平设置在垫板上方，第二微震传感器一端和第一微震传感器一端垂直，并水平设置在垫板上方，第三微震传感器为垂直设置在第一微震传感器和第二微震传感器形成的直角处；所述的第一微震传感器、第二微震传感器、第三微震传感器均和数据采集器连接。 2.如权利要求1所述的受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置，其特征在于，所述的上压头控制器用于控制上压头向下加载速度。 3.如权利要求1所述的受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置，其特征在于，所述的上屏蔽罩为铜质材质；所述的下屏蔽罩为铜质材质；所述的密封圈为橡胶圈。 4.如权利要求1所述的受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置，其特征在于，所述的下屏蔽罩套装在上屏蔽罩内，并在上屏蔽罩接触下屏蔽罩内侧固定设置有一圈密封圈。 5.如权利要求1所述的受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置，其特征在于，所述的下屏蔽罩的高度占所述的煤岩试样放置腔高度的1/2～2/3。 6.如权利要求1所述的受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置，其特征在于，所述的电荷探头设置在下屏蔽罩内侧的相对位置，其周向距离为1/4～1/2周长；所述的电荷探头≥2个。 7.如权利要求1所述的受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置，其特征在于，所述的垫板上设置有通孔，通孔用于放置电荷探头和电荷感应传感器连接的导线。 8.如权利要求1所述的受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置，其特征在于，所述的第三微震传感器垂直设置在第一微震传感器和第二微震传感器形成的直角处，并同时和第一微震传感器和第二微震传感器相切。 9.如权利要求1所述的受载煤岩微震和电荷感应监测试验装置，其特征在于，所述的第一微震传感器用于检测煤岩试样在X方向的振动信号，第二微震传感器用于检测煤岩试样在Y方向的振动信号，第三微震传感器用于检测煤岩实验在Z方向的振动信号，其中，X方向和Y方向和垫片的水平方向平行，并且X方向和Y方向垂直，Z方向垂直于垫片的水平方向。 10.一种受载煤岩微震和电荷感应监测方法，其特征在于，采用权利要求1～9任意一项所述的装置，包括以下步骤：步骤一：根据装置煤岩试样放置腔的尺寸，取煤岩试样；将煤岩试样放置在煤岩试样放置腔内，使得煤岩试样上表面和上屏蔽罩接触；步骤二：通过上压头控制器，控制加载速度，加载控制方式为位移控制或载荷控制；上压头向下运动对煤岩试样进行单向压缩，直至煤岩试样破裂为止；在此过程中，记录上压头对煤岩的应力和对应的时间；所述的微震传感器检测微震信号，传输至数据采集器进行显示；所述的电荷探头检测信号，传输至数据采集器进行显示；通过对应力和对应时间的记录，经过数据处理系统得到时间-应力曲线；通过对微震数字信号和对应时间的记录，经过数据处理系统得到时间-微震曲线；通过对电荷感应数字信号和对应时间的记录，经过数据处理系统得到时间-电荷感应曲线；步骤三：根据需要通过上压头控制器调节上压头的向下加载速度，进行多次试验，试验完成后分析煤岩试块破裂过程中微震信号和电荷感应信号变化规律。
所属类别：	发明专利