采矿工程实验室于1994年被原煤炭工业部确定为国家煤炭工业重点实验室,于2004年被批准为辽宁省教育厅重点实验室;实验室用房面积为2329.7m2,价值10万元以上的仪器设备30余台(件),各型仪器设备600余台(件),总价值3552.35万元。实验室下设有相似材料模拟实验室、井巷工程实验室、试样加工实验室、物理参数测试实验室、MTS实验室、力学测试实验室、光弹实验室、物探实验室、矿山压力实验室、采矿模型室、通风实验室等。
实验室目前拥有大型先进设备包括MTS815 岩石力学试验系统、WAW-600C 电液伺服试验机、电液伺服控制相似材料模拟实验台、EH-4 连续电阻率剖面仪、Terra TEM 大功率瞬变电磁仪,KD-FZTF-V 型现代化矿井通风安全仿真装置、DH5929 动态应力应变测试分析系统、XJTUDP 三维光学静态变形测量系统,XTDIC非接触式三维位移变形测量系统、SAEU2S-1016全信息声发射信号分析仪、TGD光纤光栅高速采集系统等。
实验室主要承担《采矿综合实验》、《岩体力学》、《井巷工程》、《矿井通风与安全》、《矿井开拓》、《矿井开采设计》等专业课涉及的煤岩物理、力学参数测试、三轴压缩实验、多场耦合实验、井上下物理(岩层)探测、相似模拟实验、爆破实验、通风实验、冲击倾向性测试等教学任务。在完成教学任务的基础上积极进行社会服务。
采矿工程实验室主要设备简介
1 仪器名称:MTS岩石力学测试系统
1.1 主要用途:
煤岩的岩石力学参数测试及多场耦合实验。
1.2 主要参数:
全程计算机控制,可实现自动数据采集及处理;配备三套独立的伺服系统分别控制轴压、围压与孔隙(渗透)压力,可进行单轴压缩、三轴压缩、孔隙水压、温度耦合等试验,具有多种控制模式,并可在试验过程中进行多种控制模式间的任意转换。应力、应变监测、超声波监测。主要技术参数如下:
(1)最大压力:1600KN
(2)最大拉力:1050KN
(3)做动器冲程:100mm
(4)测试高度:868~970mm
(5)测试最大宽度:457mm
(6)刚度:7.0×109N/m
(7)最大围压:70 MPa
(8)最大孔压:60 MPa
(9)最大温度:180 ℃
2 仪器名称:微机控制电液伺服万能试验机
2.1 主要用途:
测试金属材料及非金属材料的抗拉强度、抗弯强度、抗压强度及抗剪强度等力学指标。
2.2 主要参数:
WAW-600C型微机控制电液伺服万能试验机采用油缸下置式主机,进口电液伺服阀,自主研制的PCI测控卡及WinWaw液压万能试验机通用控制系统,实现了试验机的试验力、式样变形和活塞位移等参数的闭环控制;控制软件包采用了计算机虚拟仪器技术,实现了试验力、试验力峰值、活塞位移、式样变形及试验曲线的屏幕显示;使用户具有了自主设置控制模式的能力;该软件还实现了GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第一部分室温试验方法》要求的金属拉伸试验数据的自动处理。主要技术参数如下:
(1)最大试验力:600KN
(2)试验力测量范围:最大试验力的2%~100%
(3)活塞最大上升速度:70mm/min
(4)下横梁升降速度:150mm/min
(5)活塞最大行程:250mm
(6)压缩面间最大距离:500mm
(7)拉伸试件钳口最大间距:600mm
(8)扁式样最大夹持宽度:80mm
(9)圆截面式样夹持直径:Φ13mm~Φ26mm、Φ26mm~Φ40mm
3 仪器名称:微机控制电液伺服压力试验机
3.1 主要用途:
测试混凝土和岩石的抗压强度和弹性模量等力学指标。
3.2 主要参数:
主机采用四立柱、固定横梁结构,上压盘与球面座连接,用垫块来调整试验空间。油缸部分采用双向伺服液压缸,具有体积小、重量轻、性能稳定以及回油速度快等优点。控制柜部分采用公司开发的一体化油源控制柜,油源部分及强电控制部分安装在控制柜内部,整机结构紧凑、外观整齐。测控软件用于微机控制电液伺服混凝土压力试验机进行混凝土抗压强度的试验,按照相应标准完成实时测量与显示、实时控制及数据处理、结果输出及报表打印等各种功能。主要技术参数如下:
(1)最大试验力:2000KN
(2)试验力测量范围:最大试验力的1%~100%
(3)上下盘间距:400mm
(4)力加载速度:2KN/s~4KN/s
(5)活塞行程:150mm
(6)活塞空载最大上升速度:55mm/min
(7)活塞最大回油速度:55mm/min
(8)上下压盘尺寸:Φ300mm
4 仪器名称:微机控制电子式万能试验机
4.1 主要用途:
测试金属和非金属材料的拉、压、弯等力学性能。
4.2 主要参数:
试验机由加力部分、测力部分和处理部分组成,实现了恒试验力、应力速率的闭环控制,具有试验过程控制模式智能设置系统,可以使试验曲线屏幕显示,并对实验结果文件储存和处理。试验过程控制、横梁移动速度大小和参数输入可通过鼠标完成使用方便。试验机可完成符合GB/T228《金属材料室温拉伸试验方法》、GB/T7314《金属材料室温压缩试验方法》、GB/T232《金属材料弯曲试验方法》要求的各项试验,且可以满足GB、ISO、ASTM、DIN等标准的要求。主要技术参数如下:
(1)最大试验力:100KN
(2)试验力测量范围:最大试验力的0.4%~100%,全程不分档
(3)横梁移动速度范围:0.005mm/min~500mm/min
(4)最大拉伸行程:600mm
(5)最大压缩行程:600mm
(6)试验空间宽度:600mm
(7)横梁最大行程:1100mm
5 仪器名称:微机控制电液伺服相似材料模拟试验台
5.1 主要用途:
模拟采空工程活动中岩层的位移、破坏、变形和压力等参数。
5.2 主要参数:
试验机由控制系统、液压系统和加载框架组成,采用宽调速范围的电液比例伺服阀组,组成全数字式闭环调速控制系统,能够自动、精确地测量和控制各作动器加载、保载、卸载等试验全过程。控制范围宽、功能多、全部操作键盘化。各种试验参数由计算机进行输入控制、测量、显示、处理并打印,可在室内模拟采矿和岩土工程中的开挖过程。设备采用主动加载方式,因此可以模拟深部条件下的开挖过程,设备采用的多通道独立控制技术,可以模拟分布式载荷。实验台采用了高精度传感器,先进的控制技术,主要元器件配置高,是采矿和岩土工程研究中的一种先进的实验设备。主要技术参数如下:
(1)最大试验力:200KN
(2)试验台尺寸:3000mm×300mm×2000mm(长×宽×高)
(3)可实现垂直方向加载。
6 仪器名称:连续电导率剖面仪
6.1 主要用途:
地质构造探测、地下水探测、基岩埋深调查、矿产详查和普查、环境调查等。
6.2 主要参数:
利用大地电磁的测量原理,但配置了特殊的人工电磁波发射源。通过接收大地天然电场与天然磁场,通过探测计算其视电阻率的物探方法。根据接收到信号的频率高低,确定信号源所在深度,频率高则代表信号源近,即离地表较浅,频率低则代表信号源近,即离地表较深,利用不同介质体具有不同导电率与导磁率原理,将地下不同介质体的电阻率分布情况反映出来,实时数据处理与成像,资料解释简捷,图像直观。主要技术参数如下:
(1)频率范围:10 Hz~92 KHz
(2)发射机:带垂直天线线圈的TxIM2型发射机
(3)发射频率:1KHz~70KHz
(4)发射冲量:400Am2
(5)天线尺寸:2个4m2的垂直交叉线圈
(6)电源:12V、 60Ah电瓶
(7)磁棒探头:2个磁感应棒(10Hz~100kHz),10m电缆
(8)工作温度:0~50℃
7 仪器名称:大功率瞬变电磁仪
7.1 主要用途:
矿产勘探、近地表工程勘察、地下水和含盐浓度研究、环境调查。
7.2 主要参数:
Terra TEM大功率瞬变电磁仪由控制机、电池组、充电器、电缆、USB转送开关等部分组成,具备了探测从浅层高阻岩体到深层矿物目标的能力。可选择的附件更进一步增强了系统的功能,能够对及时采集的数据进行缩减、处理和可视化,可以为细微的时空差异提供及时的质量控制反馈。触摸屏液晶显示器配合完整的数据处理和初步解释软件,可实时显示采集数据、采集发射波形、分析信号噪音、监控数据采集的质量、数据处理。主要技术参数如下:
(1)15英寸液晶显示屏、电容性触摸屏
(2)发射机输出电压:10A
(3)开关周期:8.33ms(50周),10ms(60周) 1sec
(4)工作温度:-10℃~+40℃
(5)工作波形:半方波
(6)接收机最大持续输入电压:±40V
(7)采样频率:500kHZ
(8)通讯接口:USB口和串口传输
(9)地表接收:RVR-1接收器或电缆线圈
(10)井下接收:vectem3分量接收器或相应接收器
8 仪器名称:矿用本安型瞬变电磁仪
8.1 主要用途:
探测老窑及其含水性、探测掘进头前方的赋水性及构造。
8.2 主要参数:
YCS150矿井瞬变电磁法是以地壳中岩(矿)石的导电性与导磁性差异为主要物质基础,根据电磁感应原理,利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场,在一次脉冲磁场的间隙期间,利用线圈或接地电极观测二次涡流场,并研究该场的空间与时间分布规律,来寻找地下矿产资源或解决其他地质问题的一种时间域电磁法在地面探测含水层,断层含水性,地层结构和陷落柱;井下探测采区内部和外围以及掘进头前方的赋水性及构造;探测良导性矿体埋深和产状,探测蕴矿构造;探测老窑及其含水性;工程勘探和环境勘探。主要技术参数如下:
(1)最大输出功率:18W
(2)发射输出电压:7.2V
(3)发射线圈尺寸:2×2尺寸
(4)发射频率:6.25Hz、25Hz、62.5Hz
(5)发射电流:2.5A
(6)工作温度:-10~50℃
(7)操作系统:WINCE6.0
(8)数据导出:无线传输
9 仪器名称:全信息声发射信号分析仪
9.1 主要用途:
岩石断裂损伤定位、金属材料损伤、定位、复合材料损伤定可以全方位的捕捉声发射实验过程中的所有信号。
9.2 主要参数:
实验时,对多通道的声发射信号进行完整记录,保证不丢失任何采样点的数据,并同步产生声发射参数。实验完毕后,研究人员可以面对完整的声发射采集信号波形,指定任意区域进行参数提取、信号分析及相关图。也可进行波形回放,修改参数提取方式,同步提取参数及相关图,反复地进行声发射信号分析。主要技术参数如下:
(1)采样触发方式:软件触发、信号门限触发、外部触发
(2)通道数:16通道
(3)接口形式:USB2.0
(4)AD采样精度:16bit
(5)采样速度:3MHz
(6)信号输入范围:-10~10v
(7)波形采集方式:多通道同步采样
10 仪器名称:样本岩心电阻率测试仪
10.1 主要用途:
电阻率和时间域IP测量。
10.2 主要参数:
SCIP系统是加拿大GDD公司研制开发并生产的一款新型的样本岩心IP测试仪,一个创新方法测量岩心样品的电学特性。是一款携带方便,电池操作测量仪器用于估计岩心的电阻性质。菜单驱动系统容易操作。内存容量大,可储存大量的测试结果。SCIP探头可以防水,所以非常适合岩心的野外测量。测试岩芯标本的极化率,测试岩芯标本的电阻率。主要技术参数如下:
(1)尺寸:40.6×33×17.4 cm
(2)重量:7 kg
(3)储存:100,000个读数 / 最多储存4,000,000个
(4)20个极化率窗口:算数、对数、半对数和用户自定义
(5)降低噪音:信号叠加
(6)直接测量的参数:视电阻率、一次电压 (Vp),一次电压误差,电流,极化率和极化率误差
(7)温度范围:-30°~60°C (-22°~140°F)
11 仪器名称:非接触式三维位移变形测量系统
11.1 主要用途:
测量变形过程中物体表面的三维坐标、位移及应变。
11.2 主要参数:
零部件试验(测量位移、应变);微观形貌、应变分析(微米级、纳米级);高速变形测量(动态测量、瞬态测量);动态应变测量,如疲劳试验;对载荷作用下的三维形貌进行测量。主要技术参数如下:
(1)测量结果:三维坐标、全场位移及应变
(2)测量幅画:4mm~4m
(3)位移测量精度:0.01pixel
(4)应变测量精度:0.005%
(5)测量模式:二维及三维测量
(6)试验机接口:实时同步采集试验机的力、位移等信号
(7)系统兼容性:兼容32位、64位系统
12 仪器名称:光纤光栅高速采集系统
12.1 主要用途:
用于测量填土、堤坝等软基的土体压力或边界土压力。
12.2 主要参数:
系统采集速度快,单通道最高可达5KHz。测量范围广,应变、加速度、频 率、高速震动。TGQ-24型光纤光栅式土压力计用于测量填土、堤坝等软基的土体压力或边界土压力。压力测量精度达到0.5% F.S 。应用于相似材料模拟实验。替代原有应变监测,使测量准确性大大提高。主要技术参数如下:
(1)通道数:1~32
(2)波长测量范围:1525~1565
(3)波长精度:± 3pm
(4)扫描频率:150Hz
(5)光纤接头:FC/APC
(6)电源:220V AC
(7)工作温度温度:-20~50℃
(8)外形尺寸:310×340×180mm
13 仪器名称:岩层探测记录仪
13.1 主要用途:
探测岩层产状、裂隙发育发展情况、工程围岩变形发展及松动范围等。
13.2 主要参数:
岩层探测记录仪已取得产品防爆合格证和矿用产品安全标志证书。利用在岩(煤)体中的探测钻孔,用微型摄像机摄录探测钻孔内岩(煤)体的实时状况,由电缆线把视频信号传输到显示器,可实时显示、存储并转存到计算机内作进一步的分析处理,可准确揭示地下工程围岩状态。 主要技术参数如下:
(1)钻孔直径:28~32mm
(2)探测深度:0~20M(标准)
(3)测量裂隙精度:0.1mm
(4)整套仪器长240mm,宽190mm,高83mm,主机重3.5Kg
(5)重量轻,体积小,便于井下远距离携带
(6)探头直径25mm,长100mm,重150g
14 仪器名称:岩石硬度仪
14.1 主要用途:
测试煤岩硬度。
14.2 主要参数:
测量煤岩的硬度和塑性系数,并通过计算机自动采集实验数据,配备能够自动计算岩石硬度和塑性系数的数据处理和分析软件,能够输出实验数据与图表。手动换向,无级调速系统;试验过程实时记录试验曲线,高速采样。主要技术参数如下:
(1)提供的试验力:0~10KN
(2)安全保护:超过量程的2%自动停机
(3)测量相对误差:不超过1%
(4)压盘间距:350mm
(5)立柱间距:360mm
(6)压盘尺寸:110mm
(7)行程:250mm
(8)额定电压:220v
15 仪器名称:室内自动岩石取芯机
15.1 主要用途:
自动钻孔取样,尺寸可调。
15.2 主要参数:
ZS-100型自动取芯机是实验室取样必需设备,是制取标样的前道工序。自动钻孔,深度可调。该机具有造型美观,经久耐用、强度高、低噪音、操作方便等优点,广泛应用于石油、地质、煤炭、冶金、建筑等部门实验室。主要技术参数如下:
(1)金刚石钻头:JR3#Φ25-Φ100mm
(2)最大钻取深度:350mm
(3)主电机功率:2.2KW
(4)升降电机:DC180,450W
(5)工作时间:连续
16 仪器名称:岩石双端面磨平机
16.1 主要用途:
加工所需要的高精度的立方体或圆柱体测试样本。
16.2 主要参数:
SHM-200型双端面磨石机是各类岩石,混凝土等非金属固体进行力学测试标准样本制作的主要设备。该机与本厂生产的取芯机,切石机配 套工作,即可为您加工出您所需要的高精度的立 方体或圆柱体测试样本,适用于大专院校水利水 电,地质矿产,交通,建筑等部门。该机由基座工作台,磨削动力头,变速传动系统,电控装置等部分组成,整机操作方便,性能稳定。主要技术参数如下:
(1)试件精度:平面误差不超过0.05mm,平行度不超过0.1mm
(2)工作电机:Y80-4,0.55Kw;转速:1430转/分
(3)磨削动力:Y80-4,1.1Kw×2台;转速:2800转/分
(4)金刚石磨轮:Φ200×2
(5)可磨试件范围:方块:50×50×50~150×150×150mm
圆柱:Φ50~Φ150mm
(6)外形尺寸:1350×1000×1200mm
(7)重量:480Kg
17 仪器名称:地应力测试系统
17.1 主要用途:
测试矿山井下原岩应力,获得应力量值和方向。
17.2 主要参数:
地应力测量常用来解决采矿、地下建筑施工、工程地质、大地构造和其它一些领域内的一系列岩石力学问题。通过地应力测量来确定区域构造应力场方向和量值的平均水平。地下某点的岩体处于三向压缩状态,如用认为的方法解除其盈利,必然发生弹性恢复,测定其恢复的应变,利用弹性力学公式则可算出岩体初始应力。利用应力解除法原岩应力测试系统包括如下组件:
(1)Φ130mm取芯钻头、Φ130mm的取芯套管、Φ36mm钻头。
(2)定向仪:±15°
(3)应力安装杆
(4)KBJ-16智能数字应变仪
(5)KX-81型空芯包体
18 仪器名称:地应力测试系统
18.1 主要用途:
(1)压力测定实验
(2)风速测定实验
(3)风量测定及风速场的测定实验
(4)矿井通风系统的阻力系数测定实验
(5)摩擦阻力系数测定实验
(6)各种局部阻力系数的测定实验
(7)角联风路的验证及风流稳定性的测定实验:
(8)通风网络风量调节实验
(9)通风机性能测定
(10)通风机并联与串联的性能实验
(11)反风实验
18.2 主要参数:
本装置主要由:进风井、水平运输大巷、运输上山、轨道上山、运输平巷、回风平巷、综采工作面、掘进工作面、角联巷道、风机、测试仪器、控制系统等组成。
实验设备仪表部分由:扇风机管网系统、皮托管、U型压差计、倾斜压差计、胶皮管,三通,高、中、低风表。