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原文传递一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置与使用方法

专利名称：	一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置与使用方法
摘要：	本发明提出一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，主要包括实验主体承载架、侧向承载架、第一加载机构、第二垂向加载机构、第三侧向加载机构、液压千斤顶、稳定支撑梁；由一个所述实验主体承载架、两个所述侧向承载架、一个所述第一加载机构、一个所述第二垂向加载机构、两个所述第三侧向加载机构、两个所述液压千斤顶、一根所述稳定支撑梁组成所述的煤岩体固液耦合相似模拟实验装置。基于该实验装置，可以实现对煤层与岩层组合体进行固液耦合实验，解决了传统实验装置不能对水压、矿山压力进行调节的难题。
专利类型：	发明专利
申请人：	天地科技股份有限公司;中煤科工开采研究院有限公司;中国矿业大学(北京)
发明人：	庞义辉;王泓博;杜昭;魏文胜;石瑶玉
专利状态：	有效
申请日期：	2022-01-01T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-25T00:00:00+0800
申请号：	CN202210000066.5
公开号：	CN114235585A
分类号：	G01N3/08;G01N3/02;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/08;G01N3/02
申请人地址：	100013 北京市朝阳区和平东街青年沟路5号;;
主权项：	1.一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，其特征在于，包括实验主体承载架、侧向承载架、第一加载机构、第二垂向加载机构、第三侧向加载机构、液压千斤顶、稳定支撑梁；由一个所述实验主体承载架、两个所述侧向承载架、一个所述第一加载机构、一个所述第二垂向加载机构、两个所述第三侧向加载机构、两个所述液压千斤顶、一根所述稳定支撑梁组成所述的煤岩体固液耦合相似模拟实验装置；所述第一加载机构的两端分别与两个所述液压千斤顶的一端进行连接，所述液压千斤顶的另一端与所述实验主体承载架连接；所述侧向承载架分别与实验主体承载架、第二垂向加载机构、第三侧向加载机构、稳定支撑梁进行连接；所述第二垂向加载机构的两端分别与两个所述侧向承载架连接；所述第三侧向加载机构与侧向承载架连接；所述稳定支撑梁的两端分别与两个所述侧向承载架连接。 2.根据权利要求1所述的一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，其特征在于，所述实验主体承载架包括密封背板、侧向密封板、挡水板、密封底板、承载底板、水沟、收集水仓、第一出水管、第二出水管、支撑腿、第一连接耳板、第二连接耳板、第三连接耳板、第四连接耳板；所述密封背板与侧向密封板、密封底板为固定连接；所述承载底板与密封底板为固定连接，且承载底板应略低于密封底板，形成一个台阶；所述承载底板上开设水沟，且水沟应紧邻挡水板；所述挡水板主要用于阻止渗出的水流出实验台，并能够通过开设的水沟流入收集水仓；所述收集水仓用于收集实验过程中从煤层与岩层组合体材料中渗出的水；所述第一出水管用于监测水压变化，并在实验结束后将水放出；所述第二出水管用于放出收集水仓内储存的水；所述第一连接耳板用于与所述液压千斤顶的一端连接；所述第二连接耳板、第三连接耳板、第四连接耳板用于与所述侧向承载架连接，组合形成稳定的实验台。 3.根据权利要求1所述的一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，其特征在于，所述侧向承载架包括承载架支撑侧板、承载架导向孔、承载架螺纹孔、承载架第一连接耳板、承载架第二连接耳板、承载架第三连接耳板、承载架第四连接耳板；所述承载架第一连接耳板与所述第二连接耳板相连；所述承载架第二连接耳板与所述第四连接耳板相连；所述承载架第三连接耳板与所述第三连接耳板相连；所述承载架第四连接耳板与所述稳定支撑梁的一端相连。 4.根据权利要求1所述的一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，其特征在于，所述第一加载机构包括第一加载加压板、第一加载筋板、注水管、第一加载连接耳板；所述第一加载连接耳板与所述液压千斤顶的一端连接。 5.根据权利要求1所述的一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，其特征在于，所述第二垂向加载机构包括第二加载加压板、第二加载固定板、第二加载导向柱、第二加载螺栓、第二加载连接耳板；所述第二加载加压板与所述第二加载导向柱为固定连接，在所述第二加载固定板上开设导向孔，所述第二加载导向柱可以沿导向孔进行上下运动；所述第二加载固定板上开设螺纹孔，所述第二加载螺栓通过开设的螺纹孔向所述第二加载固定板施加载荷；所述第二加载连接耳板与所述承载架第二连接耳板连接。 6.根据权利要求1所述的一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，其特征在于，所述第三侧向加载机构包括第三侧向加载加压板、第三侧向加载导向柱、第三侧向加载螺栓；所述第三侧向加载导向柱与所述第三侧向加载加压板为固定连接；所述第三侧向加载螺栓通过所述承载架螺纹孔向所述第三侧向加载加压板施加载荷。 7.一种如权利要求1-6任一项所述的煤岩体固液耦合相似模拟实验装置的使用方法，其特征在于，包括： S001，根据工程现场实际情况确定相似材料物理力学参数，以及模型的几何参数； S002，安装侧向承载架与稳定支撑梁； S003，安装第三侧向加载机构； S004，铺设煤层与岩层组合体材料； S005，安装第二垂向加载机构； S006，调整煤层与岩层组合体受到的垂直与侧向作用力； S007，安装第一加载机构； S008，模拟实验过程中的初始水压； S009，进行煤岩体固液耦合实验； S010，实验结束，拆除实验设备。
所属类别：	发明专利