[發明專利]煤與瓦斯共采相似模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201310013722.6
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103076198A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 梁冰;蓋迪;孫維吉;王維華;袁欣鵬;丁學丞;秦冰
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01N33/22
• 代理公司: 阜新市和達專利事務所 21206
• 代理人: 邢志宏;趙景浦

技術領域

本發明屬于煤礦開采實驗設備，特別涉及一種煤與瓦斯共采相似模擬實驗裝置。

背景技術

由于煤層開采，造成煤巖體結構發生變化，產生大量裂隙。在裂隙帶內，形成瓦斯流動通道，原始煤巖體的滲透率隨著煤層采動作用發生變化，煤層氣透氣性顯著增大，影響著瓦斯的聚集和瓦斯壓力的分布，而瓦斯運移產生的孔隙壓力會引起煤巖應力場發生變化，從而又引起煤巖體變形和裂隙的發育。在受采動影響形成的裂隙帶內，要避免因瓦斯聚集，引起瓦斯災害，需要對瓦斯進行抽采。為了有效的進行瓦斯抽采，需要研究卸壓瓦斯的運移規律，因而要有大量的實驗數據來研究采動過程中煤層覆巖運動規律、裂隙演化規律以及上覆巖體產生裂隙后瓦斯滲流速度變化規律及滲流場分布特征，來確定科學合理的瓦斯抽采和研究煤與瓦斯協同開采理論。

相似模擬實驗已逐漸成為煤炭領域反應現場實際問題的一種重要手段，研究煤層開采過程上覆巖層移動及裂隙演化規律常采用平面模型，涉及氣體作用下的上覆巖層移動及裂隙演化規律的相似模擬實驗研究比較少。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術不足，提供一種可控制煤層開采位置、高度和開采速度、模擬實驗準確可靠的煤與瓦斯共采相似模擬實驗裝置。

本發明解決技術問題采用的技術方案是：煤與瓦斯共采相似模擬實驗裝置包括支撐底座、密封艙體、密封上蓋、高壓氣瓶、手動試壓泵、注氣八通閥門、注液八通閥門、動態數據采集儀，其特點是在支撐底座上方焊接固定密封艙體，密封艙體內形成主艙室，在主艙室的上方設有由高壓氣囊組成柔性加載艙，在柔性加載艙的側面設有注氣孔，注氣孔通過管路二與高壓氣瓶連接，在密封艙體的上方固定裝有密封上蓋，在主艙室的底面上并列安裝數個液壓油缸，在每個液壓油缸上面均設有槽鋼，在主艙室內鋪設的模型中置入數個土壓力盒，每個土壓力盒均通過絕緣導線、絕緣導線柱上的壓線螺絲、螺母和傳導螺絲連接動態數據采集儀，絕緣導線柱固定在T型圓盤上，T型圓盤由環型扭蓋螺紋連接，在密封艙體的凸臺圓柱鐵環上，圓柱鐵環與T型圓盤之間用密封條二密封，在T型圓盤上均布數個孔，孔中裝傳導螺絲，傳導螺絲的外端設有螺紋孔與套有墊片的壓線螺絲連接，傳導螺絲兩端分別套有螺母與密封圈，在密封艙體的前面固定前面板，在密封艙體的四周設有周邊加強條，在前面板上設有若干個孔，每個孔均安裝針型閥門，在密封艙體的前面豎向等距設兩個強度加強梁，在密封艙體的后面下方設平行的兩個注液八通閥門，注液八通閥門用管路一連接手動試壓泵，在密封艙體的后面中部設平行的三個注氣八通閥門。

本發明的有益效果是：煤與瓦斯共采相似模擬實驗裝置能夠實現相似模擬實驗煤巖層的自動開采，使模型中煤層開采的位置，開采高度和開采速度可控，柔性加載方法對模型上覆巖層進行加載，以保證模擬條件下模型受載荷作用的時實性，實現不同瓦斯壓力下的煤與瓦斯共采，在開采過程中對覆巖的應力變化與覆巖滲透率動態變化測量以氣體作用下覆巖采動應力均和裂隙場演化過程的動態觀測，為煤與瓦斯共采提供可靠的依據。

附圖說明

以下結合附圖以實施例具體說明。

圖1是煤與瓦斯共采相似模擬實驗裝置結構主視圖。

圖2是圖1的右視圖。

圖3是圖1的后視圖。

圖4是圖1的左視圖。

圖5是圖4的A-A剖視圖。

圖中，1-密封艙體；1-1-柔性加載艙；1-2-主艙室；2-支撐底座；3-前面板；4-密封上蓋；5-注氣孔；6-密封條一；7-液壓油缸；8-槽鋼；9-手動試壓泵；9-1-管路一；10-注液八通閥門；11-注氣八通閥門；12-高壓氣囊；13-高壓氣瓶；13-1-管路二；14-動態數據采集儀；15-土壓力盒；15-1-絕緣導線；16-絕緣導線柱環形扭蓋；16-1-壓線螺絲；16-2-T型圓盤；16-3-密封條二；16-4-圓柱鐵環；16-5-傳導螺絲；16-6-螺母；16-7-密封圈；16-8-墊片；17-針型閥門；18-強度加強梁；19-周邊加強條。

具體實施方式