一种三向加载矿井钻孔封孔效果模拟试验装置及方法 .pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN111271051A

(43)申请公布日2020.06.12

(21)申请号CN202010093077.3

(22)申请日2020.02.14

(71)申请人辽宁工程技术大学

地址123000辽宁省阜新市细河区中华路47号

(72)发明人齐消寒王晓琪马恒艾纯明姜佳丽

(74)专利代理机构北京华夏正合知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人陈晓宁

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种三向加载矿井钻孔封孔效果模

拟试验装置及方法

(57)摘要

本发明公开了一种三向加载矿井钻

孔封孔效果模拟试验装置及方法，包括：

模型台；模型转动驱动装置，通过传动梁

与模型台的一端连接，用于带动所述模型

台旋转；三向加载装置，固定在所述模型

台内部，用于对模拟钻孔施加三向加载

力，以模拟钻孔围岩受力；钻孔相似材料

模拟试验箱，放置于所述三向加载装置

内，用于进行钻孔抽漏气、瓦斯抽采钻孔

漏气位置和钻孔间串漏气通道检测试验。

本发明对矿井瓦斯抽采钻孔进行模拟，可

模拟钻孔受力变形、封孔效果，钻孔间串

漏气等，可为研究煤层钻孔瓦斯抽采失效

机制提供实验室试验手段。本发明具有可

视化，可三向加压，钻孔倾角可调节，可

模拟开采对钻孔的扰动影响，直观清楚地

呈现了实验中钻孔变化的全过程。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

2023-03-28授权发明专利权授予

权利要求说明书

1.一种三向加载矿井钻孔封孔效果模拟试验装置,其特征在于:包括:

模型台,由两个圆弧钢轨组成,用于方便的进行岩层各种角度赋存状态下的物理相似

模型试验;

模型转动驱动装置,通过传动梁与所述模型台的一端连接,用于带动模型台旋转;

三向加载装置,固定在所述模型台内部,用于对模拟钻孔施加三向加载力,以模拟钻孔

围岩受力;

钻孔相似材料模拟试验箱,放置于所述三向加载装置内,用于进行钻孔抽漏气、瓦斯

抽采钻孔漏气位置和钻孔间串漏气通道检测试验。

2.如权利要求1所述的三向加载矿井钻孔封孔效果模拟试验装置,其特征在于,所述

三向加载装置包括由门式前挡板、后挡板、左挡板和右挡板围成的长方体空间,该

长方体空间底部的钢梁上设有传送圆滚;所述长方体空间内的竖直方向、水平X方

向和水平Y方向均设有电液伺服加载千斤顶。

3.如权利要求1所述的三向加载矿井钻孔封孔效果模拟试验装置,其特征在于,所述

钻孔相似材料模拟试验箱内设有用于模拟开挖的伺服千斤顶矩阵组。

4.如权利要求1所述的三向加载矿井钻孔封孔效果模拟试验装置,其特征在于,所述

钻孔相似材料模拟试验箱内填装有相似材料,在相似材料中打钻有至少两个钻孔,并

进行封孔;

所述钻孔相似材料模拟试验箱的竖直方向、水平X方向和水平Y方向均设有与所

述三向加载装置的电液伺服加载千斤顶相对应的加载柱和加载板,通过电液伺服加

载千斤顶施压加载柱,与所述加载柱连着的加载板直接使钻孔相似材料模拟试验箱

内的相似材料受力。

5.如权利要求4所述的三向加载矿井钻孔封孔效果模拟试验装置,其特征在于,所述

钻孔相似材料模拟试验箱的中间位置插有形成网格状布置的检测束管,所述检测束

管为多个并沿钻孔的长度方向依次排列,呈直线排列的检测束管位于相邻的两个钻

孔之间。

6.如权利要求2所述的三向加载矿井钻孔封孔效果模拟试验装置,其特征在于,所述

门式前挡板上通过门轴连接有可开启档门,所述可开启档门上形成有风流出入预留

口和钻孔预留口。

7.如权利要求1所述的三向加载矿井钻孔封孔效果模拟试验装置,其特征在于,所述

钻孔相似材料模拟试验箱的端部还设有用于接瓦斯抽采系统的钻孔预留管口和用于

接瓦斯及标志性气体存罐的预留管口。