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原文传递真三维应力下注水润湿煤岩卸压防冲试验方法

专利名称：	真三维应力下注水润湿煤岩卸压防冲试验方法
摘要：	本发明公开了一种真三维应力下注水润湿煤岩卸压防冲试验方法，包括试样准备；安装注水管；原煤试样在真三轴试验测试装置上安装；施加三轴应力；卸压；模拟顶板来压；更换原煤试样，重复步骤二至步骤四；注水试验；重复步骤六，再次模拟顶板来压；整理试验数据。选用前表面带注水孔的六面体原煤试样进行试验，再将六面体试样置于专用的真三轴试验测试装置中，巧妙利用卸压过程中的应力加载方式的控制以及模拟顶板来压等步骤，进行真三维应力下注水润湿煤岩卸压防冲室内模拟试验方法，用于研究煤层在原生应力作用下注水防治冲击地压的机理，为科学选择相关工艺参数提供科学依据。
专利类型：	发明专利
申请人：	山东科技大学
发明人：	王刚;韩冬阳;刘义鑫;黄启铭;孙路路;倪冠华;刘震;于岩斌;秦相杰;刘志远
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T09:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
申请号：	CN202010158919.9
公开号：	CN111175468A
代理机构：	重庆天成卓越专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	谭小容
分类号：	G01N33/22;G;G01;G01N;G01N33;G01N33/22
申请人地址：	266590 山东省青岛市黄岛区前湾港路579号(泰安市泰山区岱宗大街223号、济南市天桥区胜利庄路17号)
主权项：	1.一种真三维应力下注水润湿煤岩卸压防冲试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、试样制备；将原煤块体切割成六面体，然后通过磨床进行加工，使其端面平整度为±0.02mm以内，在105±15°温度下烘干24±4小时后，冷却至常温备用；步骤二、安装注水管；用钻机在六面体的原煤试样前表面居中位置处打水平盲孔作为注水孔(15)，选取外径与注水孔(15)直径相等，长度比注水孔(15)深度小8—12mm的注水管，并在注水管外壁均匀涂抹硅橡胶，将注水管插入注水孔(15)内，通过硅橡胶密封注水管外壁与注水孔(15)之间的缝隙，然后在注水孔(15)口部安装万向密封接头(16)；步骤三、原煤试样在真三轴试验测试装置上安装；所述真三轴试验测试装置包括主机(A)、主机支撑组件(B)、滑轨(C)、滑轨支撑组件(D)和伺服油缸(E)，六套所述伺服油缸(E)布置在主机(A)外的上下、左右、前后方向，所述滑轨(C)在主机(A)下方前后延伸设置，且穿过主机(A)后通过滑轨支撑组件(D)支撑在地面上，所述主机(A)包括铸造成型的整体环形框架(1)，所述整体环形框架(1)的前后两侧开孔，并在每个开孔位置外侧配备有盖板(2)，所述整体环形框架(1)和盖板(2)围成主机壳，主机内腔用于放置试样(3)，试样(3)的上、下、左、右、前、后侧外分别配备有试样垫块(4)，位于下侧的所述试样垫块(4)下方设置有能在滑轨(C)上前后移动的试样移动支架(5)；前后侧的伺服油缸(E)下方均设置有能在滑轨(C)上前后移动的油缸移动支架(6)，所述盖板(2)能随着对应侧的伺服油缸(E)一起移动，上下左右侧的伺服油缸(E)固设在整体环形框架(1)的对应侧外，伺服油缸(E)的活塞杆(7)前端居中位置处设置有载荷传感器(8)，所述载荷传感器(8)的前端穿过主机壳后安装有压头(9)；将试样放入六块试样垫块(4)围成的腔体内并通过快锁(14)组合安装后再结合试样垫块(4)接缝处的棱边密封胶密封成一个试样密封垫，从而将试样(3)密封其中；所述棱边密封胶采用在需要密封的棱边刷涂液态硅橡胶，待硅橡胶固化后便能实现试样垫块(4)之间的密封；首先将试样密封垫安装在下压头上，再控制上压头下移与万向密封接头(16)安装在一起，同时上压头与试样密封垫上表面贴合，最后分别控制前、后、左、右四个压头移动，使对应的压头分别贴合到试样密封垫的对应表面；步骤四、施加三轴应力；通过前、后、左、右、上、下六个压头对试样施加应力至预定值；步骤五、卸压；保持上压头的应力加载方式为恒定力加载，将左、右、前三个压头的应力加载方式转换为恒定刚度加载，下压头的应力加载方式转换恒定位移加载，再控制后压头向卸力方向后退，直至离原煤试样后表面的距离达到20±5mm；步骤六、模拟顶板来压；对上压头以恒定加载速率增大压力直至原煤试样发生破坏，记录各压头的应力与位移变化，计算试验过程能量演化情况；步骤七、更换原煤试样，重复步骤二至步骤四；步骤八、注水试验；通过原煤试样前表面的注水孔，以预定注水速率对原煤试样内部进行注水，达到预定注水时间后停止；步骤九、重复步骤六，再次模拟顶板来压；步骤十、同组其它试验，更换原煤试样，改变原煤试样的硬度，或者改变注水速率、三轴压力、前压头卸压速率，重复步骤一至步骤九；步骤十一、整理试验数据。 2.按照权利要求1所述的真三维应力下注水润湿煤岩卸压防冲试验方法，其特征在于：所述六面体原煤试样为正方体，试样尺寸为200×200×200mm。 3.按照权利要求2所述的真三维应力下注水润湿煤岩卸压防冲试验方法，其特征在于：所述原煤试样中注水孔(15)的孔径为12mm，孔深为105mm；注水管外径为12mm，长度为95mm。
所属类别：	发明专利