一種煤巖裂隙發(fā)育紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種煤巖裂隙發(fā)育紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)方法，適用于研究礦山煤巖變形情況的煤巖裂隙發(fā)育紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)。在巖石壓力機(jī)的工作臺(tái)的兩側(cè)分別設(shè)置安放煤巖試塊的支座，將制備好的三塊煤巖試塊分別設(shè)在工作臺(tái)和支座上，通過巖石壓力機(jī)按設(shè)定的壓力和速度對受載煤巖試塊施壓，通過計(jì)算機(jī)處理受載煤巖試塊和參照煤巖試塊的紅外輻射平均溫度數(shù)據(jù)，得到所需煤巖裂隙發(fā)育的真實(shí)紅外輻射數(shù)據(jù)?？朔艘酝簬r試塊受載破壞紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)中環(huán)境和背景因素影響大的缺點(diǎn)，減小了試驗(yàn)條件和環(huán)境所帶來的誤差，極大地提高了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、有效性，對于煤巖試塊紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)具有指導(dǎo)意義。
【專利說明】一種煤巖裂隙發(fā)育紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)方法，尤其是一種適用于研究礦山煤巖變形情況的煤巖裂隙發(fā)育紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)方法，屬于紅外遙感-巖石力學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]礦山煤柱承載及其屈服破壞、礦山巖爆、煤爆、煤巖與瓦斯突出、頂板運(yùn)動(dòng)等，均是受地應(yīng)力和采動(dòng)應(yīng)力共同作用下的動(dòng)力過程。它們在移動(dòng)變形的同時(shí)，必然伴隨有成巖物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和某些物理化學(xué)現(xiàn)象，其中包括內(nèi)部損傷、電阻率變化以及能量積累、耗散、轉(zhuǎn)化和電子躍遷等，如一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，并以紅外輻射的形式表現(xiàn)出來。
[0003]從20世紀(jì)90年代初開始，為研究巖石變形與紅外輻射變化的關(guān)系，許多專家學(xué)者陸續(xù)建立了室內(nèi)熱紅外輻射觀測試驗(yàn)系統(tǒng)，開展了對多種巖石以及煤等材料的變形紅外輻射試驗(yàn)，引起了廣泛的注意。但是，他們的觀測結(jié)果有較大的離散性，有一些與傳統(tǒng)理論相背離。這是由于環(huán)境因素和背景因素的影響，被測目標(biāo)表面溫度不斷地以輻射、對流和傳導(dǎo)等形式和外界介質(zhì)進(jìn)行熱交換，其紅外輻射值隨時(shí)都會(huì)發(fā)生變化。以往試驗(yàn)過程中都沒有加入?yún)⒄瘴锊⒄瘴锏募t外輻射信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，也沒有監(jiān)測環(huán)境因素和背景因素對未受載煤巖體紅外福射信息的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種方法簡單、效果好、測試準(zhǔn)確的煤巖裂隙發(fā)育紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)方法。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的煤巖裂隙發(fā)育紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)方法，包括采用巖石壓力機(jī)、紅外熱像儀、計(jì)算機(jī)，在巖石壓力機(jī)的工作臺(tái)的兩側(cè)分別設(shè)置安放煤巖試塊的支座，支座表面與工作臺(tái)在同一水平面上，將制備好的三塊煤巖試塊分別設(shè)在工作臺(tái)和支座上，設(shè)在工作臺(tái)上的一塊煤巖試塊為受載煤巖試塊，設(shè)在支座上的兩塊煤巖試塊為參照煤巖試塊，用擋板將受載煤巖試塊與參照煤巖試塊隔開，避免加載過程中煤巖試塊之間的相互干擾，將與計(jì)算機(jī)相連的紅外熱像儀設(shè)在離巖石壓力機(jī)工作臺(tái)上的煤巖試塊距離L處，通過紅外熱像儀對煤巖試塊進(jìn)行監(jiān)測分析，待全部煤巖試塊的紅外輻射溫度相對穩(wěn)定后，通過巖石壓力機(jī)按設(shè)定的壓力和速度對受載煤巖試塊施壓，同時(shí)由紅外熱像儀記錄受載煤巖試塊及參照煤巖試塊的紅外輻射數(shù)據(jù)，直至受載煤巖試塊加載破裂；通過計(jì)算機(jī)處理受載煤巖試塊和參照煤巖試塊的紅外輻射平均溫度數(shù)據(jù)，用受載煤巖試塊的紅外輻射平均溫度數(shù)據(jù)分別減去兩個(gè)參照煤巖試塊紅外輻射平均溫度數(shù)據(jù)，即得到所需煤巖裂隙發(fā)育的真實(shí)紅外輻射數(shù)據(jù)。
[0006]在煤巖試塊加載前,通過紅外熱像儀的監(jiān)測分析,待全部煤巖試塊溫度相對穩(wěn)定后再進(jìn)行加載試驗(yàn)，以減小試塊自身溫度的變化所帶來的誤差影響。
[0007]所述紅外熱像儀設(shè)在離煤巖試塊的距離L為l-3m.。
[0008]有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明可減小環(huán)境和背景因素對試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)性的影響，同時(shí)也減小了由于煤巖試塊自身溫度變化所帶來的誤差影響?？朔艘酝簬r試塊受載破壞紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)中環(huán)境和背景因素影響大的缺點(diǎn)，減小了試驗(yàn)條件和環(huán)境所造成的誤差，與現(xiàn)有技術(shù)相比，極大地提高了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、有效性，對于煤巖試塊紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)具有指導(dǎo)意義。其方法簡單，使用效果好，測試準(zhǔn)確，具有廣泛的實(shí)用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的煤巖裂隙發(fā)育紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本圖1的A-A剖面示意圖。
[0011]圖中:1-巖石壓力機(jī)，2-支座，3-參照煤巖試塊，4-擋板，5-紅外熱像儀，6-計(jì)算機(jī)，7-受載煤巖試塊，8-工作臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
[0013]本發(fā)明的煤巖裂隙發(fā)育紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)方法，包括利用巖石壓力機(jī)1、紅外熱像儀5、計(jì)算機(jī)6,試驗(yàn)具體步驟如下:
[0014]a、在試驗(yàn)開始前關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室的門窗，防止室外的紅外輻射能量對試驗(yàn)環(huán)境的影響；
[0015]b、在巖石壓力機(jī)I的工作臺(tái)8的兩側(cè)分別設(shè)置安放煤巖試塊的支座2，支座2表面與工作臺(tái)8在同一水平面上，將制備好的三塊煤巖試塊分別設(shè)在工作臺(tái)8和支座2上，設(shè)在工作臺(tái)8上的一塊煤巖試塊為受載煤巖試塊7，設(shè)在支座上的兩塊煤巖試塊為參照煤巖試塊3 ;用擋板4將受載煤巖試塊7與參照煤巖試塊3隔開,避免加載過程中煤巖試塊之間相互干擾；將紅外熱像儀5安置在離巖石壓力機(jī)I工作臺(tái)8上的煤巖試塊正前方距離L =1-3m處,并與計(jì)算機(jī)6連接,接通紅外熱像儀5和計(jì)算機(jī)6的電源；
[0016]C、根據(jù)計(jì)算機(jī)6屏幕顯示的紅外熱像圖像，調(diào)節(jié)紅外熱像儀5的角度，使受載煤巖試塊7和參照煤巖試塊3都置于圖像的中間；
[0017]d、通過紅外熱像儀5進(jìn)行監(jiān)測分析，待全部煤巖試塊的紅外輻射溫度相對穩(wěn)定后，通過巖石壓力機(jī)I按設(shè)定的壓力和速度對受載煤巖試塊7施壓,直至煤巖試塊加載破裂，紅外熱像儀5實(shí)時(shí)記錄受載煤巖試塊7及參照煤巖試塊3的紅外輻射數(shù)據(jù)；
[0018]e、通過計(jì)算機(jī)6計(jì)算受載煤巖試塊7和參照煤巖試塊3的紅外輻射平均溫度數(shù)據(jù)，并用受載煤巖試塊7的紅外輻射平均溫度數(shù)據(jù)分別減去兩個(gè)參照煤巖試塊3紅外輻射平均溫度數(shù)據(jù)，從而極大減少了環(huán)境和背景因素對試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)性的影響；
[0019]f、清理巖石壓力機(jī)I和工作臺(tái)8上破碎的煤巖試塊，把下一個(gè)受載煤巖試7塊放置到巖石壓力機(jī)I工作臺(tái)8上，重復(fù)上述步驟，完成下一個(gè)煤巖試塊的監(jiān)測實(shí)驗(yàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種煤巖裂隙發(fā)育紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)方法，包括采用巖石壓力機(jī)(I)、紅外熱像儀(5)、計(jì)算機(jī)(6)，其特征在于:在巖石壓力機(jī)(I)的工作臺(tái)(8)的兩側(cè)分別設(shè)置安放煤巖試塊的支座(2)，支座(2)表面與工作臺(tái)(8)在同一水平面上，將制備好的三塊煤巖試塊分別設(shè)在工作臺(tái)(8)和支座(2)上，設(shè)在工作臺(tái)(8)上的一塊煤巖試塊為受載煤巖試塊(7)，設(shè)在支座(2)上的兩塊煤巖試塊為參照煤巖試塊(3),用擋板(4)將受載煤巖試塊(7)與參照煤巖試塊(3)隔開，避免加載過程中煤巖試塊之間的相互干擾，將與計(jì)算機(jī)(6)相連的紅外熱像儀(5)設(shè)在離巖石壓力機(jī)(I)工作臺(tái)(8)上的煤巖試塊距離L處，通過紅外熱像儀(5)對煤巖試塊進(jìn)行監(jiān)測分析,待全部煤巖試塊的紅外福射溫度相對穩(wěn)定后，通過巖石壓力機(jī)(I)按設(shè)定的壓力和速度對受載煤巖試塊(7)施壓，同時(shí)由紅外熱像儀(5)記錄受載煤巖試塊(7)及參照煤巖試塊(3)的紅外輻射數(shù)據(jù)，直至受載煤巖試塊(7)加載破裂；通過計(jì)算機(jī)(6)處理受載煤巖試塊(7)和參照煤巖試塊(3)的紅外輻射平均溫度數(shù)據(jù)，用受載煤巖試塊(7)的紅外輻射平均溫度數(shù)據(jù)分別減去兩個(gè)參照煤巖試塊(3)紅外輻射平均溫度數(shù)據(jù)，即得到所需煤巖裂隙發(fā)育的真實(shí)紅外輻射數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤巖裂隙發(fā)育紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)方法，其特征在于:在煤巖試塊加載前，通過紅外熱像儀的監(jiān)測分析，待全部煤巖試塊溫度相對穩(wěn)定后再進(jìn)行加載試驗(yàn)，以減小試塊自身溫度的變化所帶來的誤差影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤巖裂隙發(fā)育紅外輻射監(jiān)測試驗(yàn)方法，其特征在于:所述紅外熱像儀(5)設(shè)在離煤巖試塊的距離L為l-3m.。
【文檔編號】G01N3/08GK103983514SQ201410220334
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】馬立強(qiáng), 周燾, 王飛, 于斌, 匡鐵軍 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)