[發(fā)明專利]軟煤巖試驗樣品的制備方法及裝置

有效

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• 申請日: 2008-06-03
• 公開（公告）號: CN101294876A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 方志明;李小春
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/04
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發(fā)明涉及的是煤巖特性試驗技術領域，更具體涉及軟煤巖試驗樣品的制備方法，同時還涉及一種軟煤巖試驗樣品的裝置。

背景技術

眾所周知，在煤炭開采、煤層瓦斯抽放、煤層氣注氣開采等工程的設計中，煤巖的物理力學特性參數(shù)(如：煤巖的抗拉壓強度，吸附常數(shù)，滲透率等)是很重要的指標，這些參數(shù)必須通過試驗得到。因此，煤巖的特性試驗是科研工作者常做的工作。

煤巖不同于一般的巖石，它具有強度較低，結構較疏松，易于破碎的特點，因此煤巖試驗樣品的制備不像一般巖石那么容易，尤其是軟煤，目前還沒有很好的制備試驗樣品的方法。目前科研人員研究軟煤巖特性的試驗時，用到的試驗樣品很多都是將軟煤粉碎成粉末后重塑制成的。煤巖是一種多孔介質，經(jīng)過重塑后它的很多性質(如：滲透性，吸附性等)都會發(fā)生很大的改變，因此，用這種試驗樣品試驗得到的煤巖的特性參數(shù)往往不能很好的反應原煤巖的真實特性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是在于提供了一種軟煤巖試驗樣品的制備方法，該方法簡便易行。用該方法制備的試驗樣品試驗得到的軟煤巖的特性參數(shù)能較真實的反應原煤巖的特性。

本發(fā)明的另一個目的是在于提供了一種軟煤巖試驗樣品的裝置，該裝置結構簡單，使用方便。該裝置與手工刀具結合，可通過手工制備出滿足軟煤巖特性試驗要求的圓柱形試驗樣品。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種軟煤巖試驗樣品的制備步驟如下：

1、將從煤礦取上來的大塊煤巖初步加工成直徑和長度略大于試驗樣品要求的初級試樣品；

2、然后將這種初級試樣品置于試樣托盤上，通過試樣對中夾持裝置4固定并對中；

3、旋轉旋鈕通過伸縮管調節(jié)劃刻度的刀片的高度，使其剛好與初級試樣品頂端接觸；

4、通過轉動軸承裝置及轉動試樣托盤，劃刻度的刀片便會在試樣品頂面劃一個直徑為所要加工的試樣品的直徑的圓；

5、然后用手工刀具沿這個圓形刻度小心地刮軟煤試樣品，刮去多余的煤巖，使其成一個直徑為試樣品所需大小的圓柱；

6、每刮完一段高度(約2-3mm)后重復(3)(4)(5)步(約20-30次)；

7、當刮至超過試樣高度的一半時，松開試樣對中夾持裝置，取出試樣品，將其上下端交換，將加工好的部分朝下放入試樣托盤上的凹槽中，并用對中夾持裝置對中固定試樣品；重復上面的步驟(3)(4)(5)(約10-20次)，加工試樣的另半部分，直至整個試樣品制備完畢。

一種軟煤巖試驗樣品的裝置主要包括底座，轉動軸承裝置(包括軸心、鋼珠、轉軸外圈)，試驗樣品托盤(中部設有圓形凹槽)，試驗樣品對中夾持裝置(包括螺栓、螺帽、連接器、夾板，共4個，沿試驗樣品托盤圓周對稱布置)，劃刻度的刀片，連接板，伸縮管，旋鈕，連接板。各部件具體結構連接關系如下：

底座通過軸心與轉動軸承裝置連接；軸心與外圈之間裝有鋼珠；轉動軸承裝置通過轉軸外圈與試驗樣品托盤連接；試驗樣品托盤上有圓形凹槽，用于放置試驗樣品；試驗樣品對中夾持裝置通過螺帽固定在試驗樣品托盤，用于夾持試驗樣品，并保證試驗樣品的中心始終在同一軸線上；螺栓通過連接器與夾板連接；伸縮管通過連接板與底座連接；伸縮管上安置旋鈕，用于調節(jié)伸縮管，使劃刻度的刀片能夠自由上下調節(jié)；劃刻度的刀片通過連接板與伸縮管連接，用于在試驗樣品上劃圓形刻度。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果：

1、一種軟煤巖試驗樣品的制備方法，簡便易行。用該方法制備的試驗樣品試驗得到的軟煤巖的特性參數(shù)能較真實的反應原煤巖的特性。

2、一種軟煤巖試驗樣品的裝置，該裝置結構簡單，使用方便。該裝置與手工刀具結合，可通過手工制備出滿足軟煤巖特性試驗要求的圓柱形試驗樣品。

3、成本低廉。試驗樣品制備方法為手動，試驗樣品的裝置結構簡單，有效地降低了成本。

4、應用本發(fā)明制備成的試驗樣品與現(xiàn)行的重塑方法制備的試驗樣品相比，更能體現(xiàn)軟煤巖的真實物理力學特性。

附圖說明

圖1為一種軟煤巖試驗樣品的裝置結構示意圖；

圖2為一種軟煤巖試驗樣品的裝置俯視圖；

其中：

1-底座；

2-轉動軸承裝置(包括軸心2a、鋼珠2b、轉軸外圈2c)；

3-試驗樣品托盤(中部設有圓形凹槽3a)；

4-試樣品對中夾持裝置(包括螺栓4a、螺帽4b、連接器4c、夾板4d，共4個，沿試驗樣品托盤3圓周對稱布置)；

5-劃刻度的刀片；

6-連接板；

7-伸縮管；