深孔爆破相似模擬實驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明屬于深孔爆破實驗設備，特別涉及一種深孔爆破相似模擬實驗裝置，在支撐底座上方焊接固定承載底板，承載底板的上方固定四周槽鋼組件，四周槽鋼組件的上方設有頂部槽鋼組件，由承載底板、四周槽鋼組件和頂部槽鋼組件形成密封艙室，頂部槽鋼組件與密封艙室之間固定裝有密封墊層，在頂部槽鋼組件的上方并列設有加載油缸，加載油缸與加壓泵連接，加載油缸上面設有承載頂板，承載頂板與承載底板連接，在密封艙室中置入數個傳感器，每個傳感器連接動態數據采集儀，在密封艙體內的模型中設有裝藥，實現實驗室內不同載荷下的巖石深孔爆破，在爆破過程中對巖石的應力與溫度變化進行動態測量以及觀察巖石裂隙場演化過程。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明屬于深孔爆破實驗設備，特別涉及一種深孔爆破相似模擬實驗裝置。 深孔爆破相似模擬實驗裝置
【背景技術】
[0002] 深孔爆破具有單位鉆孔量小和炸藥單位耗量低、生產效率高和便于采用綜合機械 化施工進行爆破、挖裝、運輸作業等優點，廣泛應用于露天和地下開挖工程。隨著采礦行業 的快速發展和開采的深度逐漸增加，地質條件也更加復雜，使得開采面臨著嚴峻的挑戰。為 了提高爆破效果，改進爆破工藝，需要研究爆破過程中土巖的損傷規律，因而需要有大量的 實驗數據來研究爆破過程中內部巖石運動規律、裂隙演化規律以及炮孔周圍巖體的應力分 布、位移變化的物理特性。
[0003] 嚴格1:1的現場模型實驗往往耗資巨大，而且實驗條件受限制，可操作性差，難以 實現，因此必須通過小型實驗模型來代替現場的實際爆破。相似模擬實驗已逐漸成為采礦 領域公認的一種行之有效的方法。
[0004] 相似模擬實驗裝置主要根據研究要求對研究事物的形態，演化規律，按照一定的 原則，將復雜的地質構造，通過模型上的相似再現，從而實現研究真實對象中發生的現象和 規律，最終解決實際問題。研究深孔爆破過程中圍巖損傷及裂隙演化規律常采用軟件模擬， 涉及深孔爆破的相似模擬實驗研究比較少。
【發明內容】
[0005] 本發明專利的目的在于克服上述不足，提供一種可控制巖石內爆破位置、高度和 藥量、模擬實驗準確可靠的深孔爆破相似模擬實驗裝置。
[0006] 本發明解決技術問題采用的技術方案是：深孔爆破相似模擬實驗裝置包括密封艙 室、承載頂板、承載底板、加載油缸、四周槽鋼組件、頂部槽鋼組件、支撐底座、密封墊層、出 線孔、耐壓油管、加壓泵、裝藥、傳感器、動態數據采集儀，其特點是在支撐底座上方焊接固 定承載底板，承載底板的上方由螺栓固定四周槽鋼組件，四周槽鋼組件頂端和側部通過螺 栓相互連接，四周槽鋼組件的上方設有頂部槽鋼組件，頂部槽鋼組件兩側通過螺栓相互連 接，由承載底板、四周槽鋼組件和頂部槽鋼組件形成密封艙室，頂部槽鋼組件與密封艙室之 間固定裝有密封墊層，頂部槽鋼組件與密封墊層設有數個出線孔，在頂部槽鋼組件的上方 并列設有加載油缸，加載油缸通過耐壓油管與加壓泵連接，加壓泵設有加載桿，加載油缸上 面設有承載頂板，承載頂板通過數個高強螺栓與承載底板連接，在密封艙室內鋪設的模型 中置入數個傳感器，每個傳感器均通過測試導線連接動態數據采集儀，測試導線通過出線 孔從模型內引出，在密封艙體內鋪設的模型中設有裝藥，裝藥通過起爆線連接發爆器。
[0007] 本發明的有益效果是：深孔爆破相似模擬實驗裝置能夠實現相似模擬實驗煤巖層 的深孔爆破，使模型中巖石內爆破位置、高度和藥量可控，采用并列加載油缸的液壓加載方 法對模型上覆巖層進行加載，同時巖石四周強烈約束，以保證模擬條件下模型受載荷及夾 制作用的時實性，實現不同地質條件下的深孔爆破，在爆破過程中對巖石的應力變化與溫 度變化進行動態測量，以及觀察巖石裂隙場演化過程，為研究露天巖石深孔爆破、井下深孔 爆破、煤層深孔爆破等提供可罪的依據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008] 以下結合附圖以實施例具體說明。
[0009] 圖1是深孔爆破相似模擬實驗裝置結構主視圖。
[0010] 圖2是圖1的左視圖。
[0011] 圖3是圖1的俯視圖。
[0012] 圖4是圖1中6和7的結構圖。
[0013] 圖中，1-密封艙室；2-承載頂板；3-承載底板；4-加載油缸；5-高強螺栓；6-四周 槽鋼組件；7-頂部槽鋼組件；8-支撐底座；9-密封墊層；10-出線孔；11-耐壓油管；12-加 壓泵；13-加載桿；14-裝藥；15-起爆線；16-發爆器；17-傳感器；18-測試導線；19-動態 數據采集儀。
【具體實施方式】
[0014] 實施例，參照附圖1?4,深孔爆破相似模擬實驗裝置，是在支撐底座8的上面焊接 固定承載底板3,承載底板3的上方由螺栓固定四周槽鋼組件6,用于施加對模擬巖石四周 的約束夾制作用。四周槽鋼組件6頂端和側部通過螺栓相互連接，四周槽鋼組件6的上方 設有頂部槽鋼組件7,頂部槽鋼組件7兩側通過螺栓相互連接，由承載底板3、四周槽鋼組件 6和頂部槽鋼組件7形成密封艙室1，密封艙室1用于在密封條件下相似材料的填充、不同 巖石材料的分布以及巖石內傳感器17的安裝。頂部槽鋼組件7與密封艙室1之間固定裝 有橡膠密封墊層9,用于增加密封性。頂部槽鋼組件7與密封墊層9設有數個出線孔10,用 于測試導線和起爆線的引出。在頂部槽鋼組件7的上方并列設有加載油缸4,加載油缸4用 耐壓油管11連接加壓泵12,加壓泵12設有加載桿13,用于實現手動加載試壓。加載油缸 4上面設有承載頂板2,承載頂板2通過數個高強螺栓5與承載底板3連接。在密封艙室1 內模型中植入數個傳感器17,每個傳感器17用測試導線18連接動態數據采集儀19,在密 封艙體內鋪設的模型中設有裝藥14,裝藥通過起爆線15連接發爆器16組成起爆系統。
[0015] 深孔爆破相似模擬實驗裝置的工作過程是：
[0016] 首先將實驗的準備工作做好，將六個加載油缸4、承載頂板2和頂部槽鋼組件7升 起至預定位置，安裝四周槽鋼組件6、高強螺栓5。
[0017] 然后將相似模擬材料進行配比填入相似模擬實驗裝置內，在預定位置置入傳感器 17和裝藥14,放入密封墊層9。
[0018] 連接實驗設備，檢查儀器運行及實驗裝置的密封性，打開動態數據采集儀19記錄 數據，同時，上覆巖石加載系統即加載油缸4緩慢加載至預設壓力。
[0019] 通過加壓泵持續工作維持油缸壓力，使巖石受壓穩定，接著發爆器16引爆裝藥 14,并對深孔爆破作用下巖石應力及溫度場變化進行動態測量。
[0020] 最后對所有采集的數據進行處理，得出結論。
【權利要求】
1. 一種深孔爆破相似模擬實驗裝置，包括密封艙室（1)、承載頂板（2)、承載底板（3)、 加載油缸（4)、四周槽鋼組件（6)、頂部槽鋼組件（7)、支撐底座（8)、密封墊層（9)、出線孔 (10)、耐壓油管（11)、加壓泵（12)、裝藥（14)、傳感器（17)、動態數據采集儀（19)，其特征在 于在支撐底座（8)上方焊接固定承載底板（3)，承載底板（3)的上方由螺栓固定四周槽鋼組 件（6)，四周槽鋼組件（6)頂端和側部通過螺栓相互連接，四周槽鋼組件（6)的上方設有頂 部槽鋼組件（7)，頂部槽鋼組件（7)兩側通過螺栓相互連接，由承載底板（3)、四周槽鋼組件 (6) 和頂部槽鋼組件（7)形成密封艙室（1)，頂部槽鋼組件（7)與密封艙室⑴之間固定裝 有密封墊層（9)，頂部槽鋼組件（7)與密封墊層（9)設有數個出線孔（10)，在頂部槽鋼組件 (7) 的上方并列設有加載油缸（4)，加載油缸（4)通過耐壓油管（11)與加壓泵（12)連接， 加壓泵（12)設有加載桿（13)，加載油缸（4)上面設有承載頂板，承載頂板（2)通過數個高 強螺栓（5)與承載底板（3)連接，在密封艙室（1)內鋪設的模型中置入數個傳感器（17)，每 個傳感器（17)均通過測試導線（18)連接動態數據采集儀（19)，測試導線（18)通過出線孔 (10)從模型內引出，在密封艙體內鋪設的模型中設有裝藥（14)，裝藥通過起爆線（15)連接 發爆器（16)。
【文檔編號】G01N33/24GK104155429SQ201410403872
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月15日 優先權日:2014年8月15日
【發明者】王道陽, 申夏夏, 陳程, 黃文堯, 楊雷, 馬懷田, 朱帥 申請人:安徽理工大學, 王道陽
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