[發(fā)明專(zhuān)利]煤巖沖擊實(shí)驗(yàn)的瓦斯密封裝置及實(shí)驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310287479.7
• 申請(qǐng)日: 2013-07-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103323328A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝廣祥;殷志強(qiáng);王磊;胡祖祥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/02
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/02;G01N3/30
• 代理公司: 北京雙收知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11241
• 代理人: 王菊珍

1.一種富含瓦斯煤巖氣固耦合狀態(tài)沖擊實(shí)驗(yàn)的試樣瓦斯密封裝置，包括支座(22)、瓦斯氣密封倉(cāng)(20)、密封倉(cāng)蓋(14)、透射桿連接端頭(17)、入射桿連接端頭(12)、透射桿(5)、入射桿(2)、O型密封圈(27)、YX型密封圈(28)、入射桿連接端頭與倉(cāng)蓋固定螺栓(11)、透射桿連接端頭與密封倉(cāng)固定螺栓(21)、進(jìn)氣孔(10)、出氣孔(13)、電磁調(diào)節(jié)控制閥(31)、進(jìn)氣調(diào)節(jié)氣閥(23)、瓦斯氣罐(24)、出氣氣閥(25)、抽氣泵(26)、高頻瓦斯氣壓傳感器(19)、超動(dòng)態(tài)瓦斯壓力采集儀(29)、瓦斯壓力監(jiān)控儀(30)、計(jì)算機(jī)(32)、平衡調(diào)節(jié)螺栓(15)，以及固定螺栓(18)，其特征在于：支座(22)上設(shè)有瓦斯氣密封倉(cāng)(20)和在瓦斯氣密封倉(cāng)(20)的一端的可拆卸的密封倉(cāng)蓋(14)，在瓦斯氣密封倉(cāng)(20)和密封倉(cāng)蓋(14)連接處設(shè)有密封圈(16)和密封倉(cāng)蓋固定螺栓(9)，在瓦斯氣密封倉(cāng)(20)和密封倉(cāng)蓋(14)軸向中心位置分別開(kāi)有空孔，兩個(gè)空孔處分別設(shè)有透射桿連接端頭(17)和入射桿連接端頭(12)，透射桿連接端頭(17)與透射桿(5)相連，入射桿連接端頭(12)與入射桿(2)相連，在瓦斯氣密封倉(cāng)(20)、密封倉(cāng)蓋(14)與透射桿連接端頭(17)、入射桿連接端頭(12)連接處設(shè)有O型密封圈(27)和YX型密封圈(28)、入射桿連接端頭與倉(cāng)蓋固定螺栓(11)及六個(gè)透射桿連接端頭與密封倉(cāng)固定螺栓(21)，在密封倉(cāng)蓋(14)上設(shè)有進(jìn)氣孔(10)和出氣孔(13)，進(jìn)氣孔(10)通過(guò)電磁調(diào)節(jié)控制閥(31)通過(guò)進(jìn)氣調(diào)節(jié)氣閥(23)與瓦斯氣罐(24)連接，出氣孔(13)通過(guò)出氣氣閥(25)與抽氣泵(26)連接，在瓦斯氣密封倉(cāng)(20)上部中心位置設(shè)有高頻瓦斯氣壓傳感器(19)通過(guò)超動(dòng)態(tài)瓦斯壓力采集儀(29)通過(guò)瓦斯壓力監(jiān)控儀(30)與計(jì)算機(jī)(32)相連，在支座(22)下部四角設(shè)有調(diào)平裝置和固定裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含瓦斯煤巖氣固耦合狀態(tài)沖擊實(shí)驗(yàn)的試樣瓦斯密封裝置，其特征在于，設(shè)置在瓦斯氣密封倉(cāng)(20)和密封倉(cāng)蓋(14)軸向中心位置的透射桿連接端頭(17)和入射桿連接端頭(12)呈亞字形，在突出部位設(shè)置有將其固定在瓦斯氣密封倉(cāng)(20)和密封倉(cāng)蓋(14)上的透射桿連接端頭與密封倉(cāng)固定螺栓(21)和入射桿連接端頭與倉(cāng)蓋固定螺栓(11)，以及密封圈(16)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的富含瓦斯煤巖氣固耦合狀態(tài)沖擊實(shí)驗(yàn)的試樣瓦斯密封裝置，其特征在于，所述的調(diào)平裝置為設(shè)在所述的支座下四角的四個(gè)平衡調(diào)節(jié)螺栓(15)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的富含瓦斯煤巖氣固耦合狀態(tài)沖擊實(shí)驗(yàn)的試樣瓦斯密封裝置，其特征在于，所述的固定裝置為設(shè)在所述的支座兩側(cè)的四個(gè)固定螺栓(18)。

5.一種試樣瓦斯氣密實(shí)驗(yàn)方法，包括如下步驟：

（1）將根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的試樣瓦斯密封裝置豎直放置；

（2）將透射桿連接端頭(17)和密封圈(16)放置在瓦斯氣密封倉(cāng)(20)中心孔處，用透射桿連接端頭(17)與密封倉(cāng)固定螺栓(21)將瓦斯氣密封倉(cāng)(20)固定密封；

（3）將煤巖試樣(4)放置在瓦斯氣密封倉(cāng)(20)內(nèi)的透射桿連接端頭(17)上，使煤巖試樣(4)與透射桿連接端頭(17)軸向?qū)R；

（4）將入射桿連接端頭(12)放在煤巖試樣(4)上方，保證透射桿連接端頭(17)、試樣(4)、入射桿連接端頭(12)三者軸向?qū)R；

（5）將密封倉(cāng)蓋(14)放在瓦斯氣密封倉(cāng)(20)和入射桿連接端頭(12)上部，通過(guò)密封圈(16)、密封倉(cāng)蓋固定螺栓(9)、入射桿連接端頭與倉(cāng)蓋固定螺栓(11)，固定倉(cāng)蓋(14)、入射桿連接端頭(12)，同時(shí)保證瓦斯氣密封倉(cāng)(20)內(nèi)的試樣(4)處于密封狀態(tài)；

（6）將固定后的試樣瓦斯密封裝置水平放于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，通過(guò)調(diào)節(jié)支座四角下部的平衡調(diào)節(jié)螺母(15)，使入射桿(2)與入射桿連接端頭(12)與透射桿連接端頭(17)與透射桿(5)的精確對(duì)齊和完好接觸；

（7）連接出氣孔(13)和出氣氣閥(25)，連接進(jìn)氣孔(10)和進(jìn)氣調(diào)節(jié)氣閥(23)；

（8）打開(kāi)出氣氣閥(25)和抽氣泵(26)，使所述試樣瓦斯氣密裝置內(nèi)的氣體被抽出，煤巖試樣(4)處于真空狀態(tài)；

（9）關(guān)閉出氣氣閥(25)和抽氣泵(26)，打開(kāi)進(jìn)氣調(diào)節(jié)氣閥(23)和瓦斯氣罐(24)，使瓦斯氣體充入所述試樣瓦斯密封裝置，調(diào)節(jié)進(jìn)氣調(diào)節(jié)氣閥(23)使瓦斯氣壓在恒壓狀態(tài)下保持一段預(yù)設(shè)時(shí)間，直至煤巖試樣(4)處于富含瓦斯?fàn)顟B(tài)；

（10）移動(dòng)吸收桿(6)，使其與透射桿(5)緊密軸心對(duì)齊；

（11）松開(kāi)入射桿連接端頭與倉(cāng)蓋固定螺栓(11)；

（12）打開(kāi)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(8)；

（13）關(guān)閉進(jìn)氣調(diào)節(jié)氣閥(23)；

（14）發(fā)射沖頭(1)，沖頭(1)撞擊入射桿(2)產(chǎn)生應(yīng)力波，應(yīng)力波通過(guò)入射桿連接端頭(12)傳入煤巖試樣(4)，并通過(guò)透射桿連接端頭(17)傳入透射桿(5)并傳入吸收桿(6)；

（15）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(8)通過(guò)應(yīng)變片(3)采集到入射桿(2)和透射桿(5)上的應(yīng)力波信號(hào)，通過(guò)采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到該瓦斯壓力下煤巖的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性曲線；

（16）超動(dòng)態(tài)壓力采集儀(29)通過(guò)高頻瓦斯氣壓傳感器(19)采集到應(yīng)力波加載煤巖試樣(4)過(guò)程中瓦斯壓力變化特性曲線。