產(chǎn)品詳情
煤層模擬開采試驗(yàn)采集系統(tǒng) 煤層開采頂板冒落災(zāi)害試驗(yàn)?zāi)M
煤層巷道掘進(jìn)采礦模擬試驗(yàn)系統(tǒng) 煤層開采三維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置
一、方案概述
針對(duì)煤層開采過程中煤與瓦斯突出、瓦斯異常涌出、頂板冒落等災(zāi)害情況，構(gòu)建三維相似模擬試驗(yàn)系統(tǒng)體積長寬高2*1*1m（適配煤層厚度 2.5m、巷道掘進(jìn)4×3m 場景），模擬500m埋深（垂直/水平應(yīng)力0-2.5MPa）下巷道掘進(jìn)工況（掘進(jìn)速度 0.2~0.3m/h），采集應(yīng)力場、位移場、壓力場、濃度場動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，揭示瓦斯與壓力在開采過程中的演變規(guī)律，為災(zāi)害防控提供依據(jù)。
二、主要技術(shù)參數(shù)
1. 壓力加載系統(tǒng)
垂直/水平應(yīng)力：0-2.5MPa
控制路數(shù)：
X+方向控制5路，單個(gè)油缸額定載荷1000kN，總載荷5000kN；
X-方向控制5路，單個(gè)油缸額定載荷1000kN，總載荷5000kN；
Y+方向控制2路，單個(gè)油缸額定載荷1500kN，總載荷3000kN；
Y-方向控制2路，單個(gè)油缸額定載荷1500kN，總載荷3000kN；
Z方向控制5路，單個(gè)油缸額定載荷1000kN，總載荷5000kN；
?壓力精度?：±2%F.S
位移控制速度范圍：0.01mm/min-50mm/min
Z大行程:500mm
位移量程:500mm
位移精度:±1%F.S
位移分辨率:0.1mm
加載方式: 均布液壓加載
測量方式:應(yīng)力和位移兩種加載方式
油源系統(tǒng)壓力:31.5MPa
油泵電機(jī)額定功率:75kw
油泵電機(jī)額定電壓:380V
配置風(fēng)冷系統(tǒng)
相似材料箱體：2m（長）×1m（寬）×1m（高）
2. 掘進(jìn)速度控制系統(tǒng)
模型掘進(jìn)尺寸：800*500mm
刀盤直徑：φ200mm
?速度范圍?：0.2-0.3m/h
定位精度：±0.05mm
?響應(yīng)時(shí)間?：≤3ms
掘進(jìn)方式:刀盤+固定軌道巷道直徑0.2m
三、系統(tǒng)組成
（一）三維箱體結(jié)構(gòu)
主體結(jié)構(gòu)：相似材料箱：采用高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)框架，壁厚 20mm，內(nèi)部尺寸 2m×1m×1m，六面加固處理，設(shè)置加強(qiáng)筋網(wǎng)格，增強(qiáng)抗壓能力，可承受最大2.5MPa 圍壓壓力。模擬煤礦地下500米深度的壓力環(huán)境，為頂板失穩(wěn)、水害突出等災(zāi)害模擬提供基礎(chǔ)壓力條件。
應(yīng)力加載系統(tǒng)：
加載形式：液壓油缸加載，試驗(yàn)過程自動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)軸向力加載及均布軸壓加載，模擬頂板、煤層在地下的復(fù)雜受力情況，配合應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測和災(zāi)害模擬，同時(shí)設(shè)計(jì)有位移采集裝置可以記錄施加力帶來的位移變化。
（二）掘進(jìn)模擬裝置：
掘進(jìn)模擬裝置集成于三維箱體試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)（模型尺寸800*600mm，按縮尺比1:5計(jì)算），主要由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊、刀盤破巖模塊、軌道導(dǎo)向模塊、推進(jìn)控制模塊及輔助監(jiān)測模塊組成，通過各模塊協(xié)同運(yùn)作，模擬煤礦井下巷道掘進(jìn)過程，且可根據(jù)試驗(yàn)需求靈活調(diào)整掘進(jìn)速度（0.2 - 0.3m/h）、掘進(jìn)方向等參數(shù)，精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)不同工況下的掘進(jìn)作業(yè)。
（三）災(zāi)害模擬系統(tǒng)
煤與瓦斯突出模擬：
通過控制瓦斯注入量與壓力，結(jié)合快速泄壓裝置模擬瓦斯突出。采用高壓瓦斯罐（額定壓力 16MPa，容積 50L）與質(zhì)量流量控制器（0 - 50L/min，精度 ±1%）注入瓦斯，設(shè)置快速泄壓閥，實(shí)現(xiàn)瞬間泄壓模擬突出過程。
頂板冒落模擬：
垂直油缸分組控制，通過局部卸載模擬頂板冒落。在箱體頂部預(yù)設(shè)薄弱層（厚度 10mm，強(qiáng)度可調(diào)），當(dāng)控制對(duì)應(yīng)油缸卸載時(shí)，觸發(fā)頂板冒落 。
