(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210906424.9 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 天地科技股份有限公司 地址 100028 北京市朝阳区和平街青年沟 路5号 申请人 中国矿业大 学 （北京） (72)发明人 康红普　王琦　高富强　章冲　 娄金福　柏建彪　王晓卿　高红科　 马玉琨　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 李琳 (51)Int.Cl. G01N 3/12(2006.01) G01N 3/02(2006.01)G09B 25/00(2006.01) (54)发明名称 煤矿巷道断层滑移型冲击地压模拟试验系 统 (57)摘要 本发明属于煤矿模型试验领域， 提供了煤矿 巷道断层滑移型冲击地压模拟试验系统， 解决了 目前的模型试验装备不能满足断层滑移型冲击 地压模拟的问题。 该系统能够通过气液复合加载 装置、 叠加加载装置、 断层 锁固装置、 断层激活作 动装置、 双层机械减摩装置、 三维断层滑移监测 装置， 实现断层滑移型冲击地压真实模拟与前兆 信息精准捕捉。 其技术方案为： 施加模型体不同 方向地应力， 促使断层上盘节和下盘节滑动， 根 据高精监测模块监测的数据判断断层是否滑移， 若未发生滑移， 则启动断层激活作动装置， 对模 型体施加循环动载， 直至断层滑移， 巷道发生冲 击地压。 本发 明为揭示煤矿 巷道断层滑移型冲击 地压发生机理， 建立灾害预警防控体系提供科学 仪器和研究平台。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115436179 A 2022.12.06 CN 115436179 A 1.煤矿巷道断层滑移型冲击地压模拟试验系统， 其特征在于， 包括模型试验装置和控 制柜， 所述模型试验装置包括冲击加载模块、 断层激活模块和高精监测模块， 所述断层激活 模块包括断层激活作动装置和断层锁固装置， 所述断层锁固装置包括上盘节、 下盘节和锁 节， 所述上盘节和下盘节通过锁 节连接； 所述控制柜被配置为： 基于对不同方向地应力大小的设定， 控制冲击加载模块施加不 同方向的地应力， 促使上盘节和下盘节与锁节分离， 根据高精监测模块返回的数据判断断 层是否滑移， 若未发生滑移， 则启动断层激活作动装置， 对模型体顶面施加循环动载， 使得 断层激活作动装置的力持续在断层锁固装置上进行叠加， 直至断层发生滑 移。 2.根据权利要求1所述的煤矿巷道断层滑移型冲击地压模拟试验系统， 其特征在于， 所 述模型试验装置还包括主体反力模块， 所述主体反力模块包括模型体反力装置， 所述模型 体反力装置包括装置主体， 所述装置主体包括四组相同结构的立柱， 每组立柱均由多层高 强钢板焊接而成， 所述立柱之间通过多组单元式矩形加强肋固定连接， 不同矩形加强肋 之 间通过高强螺 栓定位， 通过 单元外侧键鞘插口插接 。 3.根据权利要求2所述的煤矿巷道断层滑移型冲击地压模拟试验系统， 其特征在于， 所 述模型体反力装置边缘设置滑动减摩区， 所述滑动减摩区采用双层机械减摩装置， 所述双 层机械减摩装置由横纵两层钢滚轴叠加组合， 且由减摩钢板间隔。 4.根据权利要求1所述的煤矿巷道断层滑移型冲击地压模拟试验系统， 其特征在于， 所 述冲击加载模块包括气液复合加载装置和叠加加载装置， 所述所述气液复合加载装置和叠 加加载装置围成的中空部分放置模型体， 所述模型体内部预制断层锁固装置 。 5.根据权利要求4所述的煤矿巷道断层滑移型冲击地压模拟试验系统， 所述气液复合 加载装置包括大刚性体框架， 所述大刚性体框架包括气体加载仓、 油压加载仓和压力调适 器， 所述气体加载仓通过压力调适器与油压加载仓间隔。 6.根据权利要求4所述的煤矿巷道断层滑移型冲击地压模拟试验系统， 其特征在于， 所 述叠加加载装置包括第一方向叠加加载装置和 第二方向叠加加载装置， 所述第一方向叠加 加载装置包括多个串联的足尺油缸， 所述第二方向叠加 加载装置包括多个并联油缸。 7.根据权利要求4所述的煤矿巷道断层滑移型冲击地压模拟试验系统， 其特征在于， 所 述高精监测模块包括三维断层滑移监测装置、 断层滑移能量传感装置、 巷道围岩变形监测 装置和围岩应力监测装置； 所述三维断层滑移监测装置安装于断层锁固装置上， 用于获取动 区滑移速度、 滑移距 离和滑移倾角； 所述断层滑移能量传感装置安装于模型体内， 用于获取动 区滑移加速度， 进而计算滑 移能量； 所述巷道围岩变形监测装置设置于模型体预制巷道的边缘， 用于捕捉围岩内的变形破 坏形态； 所述围岩应力监测装置由声发射装置和应力波监测装置组成， 用于对围岩内部破坏情 况及应力情况进行监测。 8.根据权利要求1所述的煤矿巷道断层滑移型冲击地压模拟试验系统， 其特征在于， 所 述系统还包括供能站， 所述控制柜与供能站并列连接， 所述供能站有多路油路和多路气路， 所述控制柜用于对供能站指定的油路或气路进行 供能。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115436179 A 29.根据权利要求8所述的煤矿巷道断层滑移型冲击地压模拟试验系统， 其特征在于， 所 述供能站包括高压油缸和高压气缸， 用于通过高压油路为油压加载仓提供液压油的供应， 通过高压气缸为气体加载仓提供高压气的供应。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115436179 A 3