礦山地質構造模擬實驗系統是研究地質構造演化、礦山動力災害機理的關鍵設備,可精準模擬擠壓、拉伸、走滑等構造變形過程,以及巖石的塑性變形、脆性變形等力學行為。
設備通過可視化實驗臺實現構造變形過程的直接觀察,結合高精度跟蹤測量技術,將模擬過程轉化為定量化、數字化數據,支持不同邊界條件和物理參數下的模型試驗。通過單因素與多因素對比分析,可揭示構造變形機制和動力學過程的控制規律,驗證復雜構造解釋模型的合理性,為礦山工程設計、災害預警提供科學依據。
設備組成
設備由核心加載系統、可視化試驗倉、監測系統及控制系統四部分組成:
1. 加載系統:含X向雙側四路動靜組合伺服油缸、Y向/Z向加載機構,實現三維應力加載與動態載荷施加,滿足多維度力學環境模擬。
2. 可視化試驗倉:采用透明觀察窗口設計,支持實驗過程直接觀測,配備試樣固定與環境控制模塊(如高溫、低溫、氣體注入裝置)。
3. 監測系統:集成聲發射傳感器(16通道)、三維應力傳感器、孔隙壓力傳感器、動態信號采集系統(64通道)及非接觸式光學測量設備,同步采集力學、聲學、光學等多維度數據。
4. 控制系統:基于伺服控制技術,支持加載參數自定義設置(如波形、頻率、幅值),實現加載過程的自動化控制與數據實時處理。
應用場景
礦山工程:研究煤瓦斯突出、沖擊地壓等動力災害機理,優化巷道支護與開采方案。
地質研究:模擬原生斷層發育、構造變形過程,揭示地質構造演化規律。
能源開發:分析頁巖氣、煤層氣開采中的水力壓裂效果,研究儲層流固耦合特性。
高校與科研機構:用于地質力學、構造地質學、采礦工程等學科的教學實驗與前沿課題研究(如深地資源開發中的巖石力學行為)。