专利汇可以提供一种井下巷道围岩风化模拟装置及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种井下巷道围岩 风 化模拟装置及方法,适用于矿井易风化巷道围岩风化的模拟。包括括恒温系统、恒温恒湿系统、 风化作用 系统、 通风 系统 、 数据采集 系统;将模拟巷道围岩的试件放入密封盒中并固定好,依次打开恒温系统、恒温恒湿系统,将 温度 、湿度设定为实验规定的标准值,同时打开数据采集系统;打开 负压 风机风化模拟实验开始;数据采集系统实时监测流入试件中气体的温度、湿度和风速并利用摄像头实时观测记录不同时间下表面风化的变化。检测效果直观, 精度 高,模 块 化设计、操作容易、成本低廉的优点。,下面是一种井下巷道围岩风化模拟装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种井下巷道围岩风化模拟装置,其特征在于:它包括恒温系统、恒温恒湿系统、风化作用系统、通风系统和数据采集系统,其中恒温系统、恒温恒湿系统、风化作用系统、通风系统通过通风管路(4)顺序串联,通风管路(4)上设有隔热套(5),数据采集系统与风化作用系统相连接;
所述恒温系统包括恒温箱(1),恒温箱(1)内设有双U型结构的蛇形通风管(2),恒温箱(1)内设有加热管并充满恒温液体(3);所述恒温恒湿系统包括通过通风管相互连接的恒温恒湿箱Ⅰ(6)和恒温恒湿箱Ⅱ(7),所述风化作用系统包括密封箱(8),整个密封箱(8)内设有隔热层(11),密封箱(8)内部设有固定试件装置(10),固定试件装置(10)上设有模拟巷道围岩的试件(9),所述模拟巷道围岩的试件(9)为圆环柱体结构,模拟巷道围岩的试件(9)中的通孔与通风管(4)匹配,密封箱(8)两侧开有与通风管(4)匹配的进风口和出风口,两根通风管(4)分别通过进风口和出风口与模拟巷道围岩的试件(9)的通孔连接,通过出进风口的通风管(4)与恒温恒湿箱Ⅱ(7)相连接,通过出风口的通风管(4)与通风系统相连接,所述的通风系统由负压风机(12)以及连接恒温系统、恒温恒湿系统、风化作用系统中风道管路的通风管(4)组成;构成;所述数据采集系统包括温度传感器(13)、湿度传感器(14)、风速传感器(15)、摄像头(16)、数据采集中心(17)和工程机(18),其中温度传感器(13)、湿度传感器(14)设置在密封箱(8)的进风口处的通风管路(4)中,风速传感器(15)设置在密封箱(8)的出风口处的通风管路(4)中,摄像头(16)设置在模拟巷道围岩的试件上(9)上,温度传感器(13)、湿度传感器(14)、风速传感器(15)和摄像头(16)通过线路分别与数据采集中心(17)的输入端先烈,数据采集中心(17)的输出端与工程机(18)相连接。
2.根据权利要求1所述的井下巷道围岩风化模拟装置,其特征在于:所述蛇形通风管(2)和通风管路(4)由透明PE塑料制成,隔热套(5)为气凝胶毡制成,所述隔热层(11)由真空隔热板制成。
3.根据权利要求1所述的井下巷道围岩风化模拟装置,其特征在于:恒温恒湿箱Ⅰ(6)和恒温恒湿箱Ⅱ(7)为型号HK-640D,恒温箱的型号为CKDZ-080GF,湿度传感器(14)的型号为HY6004。
4.根据权利要求1所述的井下巷道围岩风化模拟装置,其特征在于:所述模拟巷道围岩的试件(9)经过45℃恒温烘干48h后,在抽真空箱中0.1MPa的压力下抽真空12h以去除水分,外径为20~40cm,内外径比为1/4~1/2,高径比为1~2。
5.一种使用权利要求1所述井下巷道围岩风化模拟装置的井下巷道围岩风化模拟方法,其特征在于步骤如下:
a、根据要求制作模拟巷道围岩的试件(9),将模拟巷道围岩的试件(9)放入密封盒(8)中的固定试件装置(10)上固定好,并将设置在模拟巷道围岩的试件(9)两侧的通风管(4)与模拟巷道围岩的试件(9)的通孔密封连接,依次打开恒温系统,控制恒温箱(1)内的加热管加热恒温液体从而使蛇形通风管(2)内温度达到预设值,调节恒温恒湿系统使恒温恒湿箱Ⅰ(6)和恒温恒湿箱Ⅱ(7)内的温度和湿度达到预设值,同时打开数据采集系统;
b、根据需要利用围岩风化程度与风速为正相关这一理论,使用负压风机(12)模拟煤矿井下巷道的通风风速,使外界气体先通过制恒温箱(1)的蛇形通风管(2)升温达到恒温系统预设值,之后先后进入恒温恒湿箱Ⅰ(6)和恒温恒湿箱Ⅱ(7)使升温后的气体在温度不变的情况下湿度达到恒温恒湿系统的预设值,从而完成对气体的围岩风化模拟;
c、围岩风化模拟的气体顺着与模拟巷道围岩的试件(9)连接的通风管(4)进入模拟巷道围岩的试件(9)的通孔,此时数据采集系统通过温度传感器(13)、湿度传感器(14)和风速传感器(15)实时采集流入模拟巷道围岩的试件(9)中的气体温度、湿度和风速,同时利用通过内置的摄像头(16)实时观测记录不同风化时间下模拟巷道围岩的试件(9)表面受风化作用下的变化,将不同时间点下的摄像头(16)采集信息与同一时间节点下温度传感器(13)、湿度传感器(14)和风速传感器(15)采集到的气体温度、湿度和风速分组存储起来,从而获取同一风速下,不同时间里模拟巷道围岩的试件(9)的风化情况信息。
6.根据权利要求5所述的井下巷道围岩风化模拟方法,其特征在于:在模拟巷道围岩的试件(9)内部表面喷涂一层喷浆层(19),等待晾干后,再进行上述模拟操作,即可获得喷浆层(19)对于围岩抗风化的影响;通过调整喷浆层(19)的厚度与材料配,即可获得不同喷浆层(19)下围岩风化的规律。
7.根据权利要求6所述的井下巷道围岩风化模拟方法,其特征在于:所述的喷浆层(19)使用的喷浆材料质量比为:水泥、黄沙、石子1:1:2。
8.根据权利要求5所述的井下巷道围岩风化模拟方法,其特征在于:在其余条件不变的情况下,通过增加调整负压风机(12)的风速可以降低实验室模拟巷道围岩风化时间。
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