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专利号: 2023102287537
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种模拟废弃矿井压缩空气储能系统运行的模型装置,其特征在于,包括储气库硐室(1),所述的储气库硐室(1)为拱形长条壳体结构,其内部为中空腔体,其径向截面外部为半圆状、内部为圆筒状;所述壳体从内至外依次为玻璃钢密封层(2)、滑移层(3)、预制管片混凝土内衬层(4)和围岩层(5),其中,玻璃钢密封层(2)、滑移层(3)和预制管片混凝土内衬层(4)形成圆筒状中空腔;储气库硐室(1)长度方向的两端分别设有密封围板(6);

在储气库硐室(1)外部设有应力加载系统,所述应力加载系统包括围压加载均衡梁(7)、加载油缸(8)、围压加载板(9)、控制系统(10)以及加载液压站(11);所述围压加载均衡梁(7)沿储气库硐室(1)长度方向等间距布置有多个,各围压加载均衡梁(7)包括位于储气库硐室(1)上方的横梁(12)和分别位于储气库硐室(1)两侧的纵向支架(13),各围压加载均衡梁(7)上均安装有多个加载油缸(8),所述加载油缸(8)伸缩方向朝向储气库硐室(1),分别位于横梁(12)下端面中部以及纵向支架(13)分别靠近其所在侧储气库硐室(1)的端面上,且位于两侧纵向支架(13)上的加载油缸(8)关于储气库硐室(1)的轴线对称;

所述围压加载板(9)位于加载油缸(8)和储气库硐室(1)之间并沿储气库硐室(1)的长度方向设置,包括上部加载板(14)和两侧加载板(15),其中,上部加载板(14)的上端面多处分别与各横梁(12)中部的加载油缸(8)伸缩部连接,两侧加载板(15)的外侧分别与其所在侧的纵向支架(13)内侧端面上的加载油缸(8)伸缩部连接;各加载油缸(8)均与加载液压站(11)一端连接,加载液压站(11)另一端连接控制系统(10);

储气库硐室(1)壳体上设有分布式光纤(16),所述分布式光纤(16)安装于各围压加载板(9)对于储气库硐室(1)进行加压时所对应的施压位置;所述分布式光纤(16)一端与光源(17)连接,另一端与测力变送器(18)接收孔连接,所述测力变送器(18)输出端与显示屏(19)连接;

储气库硐室(1)壳体上还设有多个呈一条直线分布的应变片(20),其中两个分别位于储气库硐室(1)壳体上端圆弧面长度方向的两端,其余的等间距分布于两端之间的壳体上端面;各相邻应变片(20)之间通过导线一端进行连接,导线另一端连接控制系统(10);

储气库硐室(1)一端的预制管片混凝土内衬层(4)上贴设有电阻式应变片(21),所述电阻式应变片(21)通过导线与应变计(22)连接;

储气库硐室(1)内壁上设有温湿度传感器(23);储气库硐室(1)壳体上还开设有成像系统安装孔,微型摄像头置于孔内,微型摄像头的输出端与成像仪摄像口连接;

储气库硐室(1)两端的密封围板(6)上分别开设有输气通孔和排气通孔,所述输气通孔用于连通外部压缩空气机构,所述外部压缩空气机构包括高压气泵和输气枪管(24),高压气泵与输气枪管(24)连接,输气枪管(24)通过输气通孔与储气库硐室(1)内部腔体进行连通。

2.根据权利要求1所述的一种模拟废弃矿井压缩空气储能系统运行的模型装置,其特征在于,所述的围岩层(5)为符合浅埋关退矿井的软岩和硬岩,并通过模板固定浇筑而成;

所述预制管片混凝土内衬层(4)预制时预留孔,并通过锚杆与围岩层(5)连接;所述滑移层(3)为沥青砂浆制作而成,为玻璃钢密封层(2)提供保护作用。

3.根据权利要求1或2所述的一种模拟废弃矿井压缩空气储能系统运行的模型装置,其特征在于,所述围压加载均衡梁(7)每侧的纵向支架(13)上均设有上下两个加载油缸(8),每侧的加载板也相应设有两个。

4.根据权利要求3所述的一种模拟废弃矿井压缩空气储能系统运行的模型装置,其特征在于,所述输气枪管(24)上设有气压调节头(25)和枪管阀门(26)。

5.根据权利要求3所述的一种模拟废弃矿井压缩空气储能系统运行的模型装置,其特征在于,在储气库硐室(1)上开设3个钻孔用于放置微型摄像头,其中一个钻孔位于储气库硐室(1)壳体上端圆弧面最高处,另外两个分别位于储气库硐室(1)长度方向两侧腰处。