[發明專利]煤與瓦斯突出模擬實驗方法

有效

• 申請號: 201310526272.0
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103529179A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 胡千庭;文光才;陳金華;王波;隆清明;張淑同;劉延保;楊慧明;苗法田;戴林超
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 譚春艷

技術領域

本發明涉及一種實驗方法，特別涉及一種煤與瓦斯突出模擬實驗方法。?

背景技術

煤與瓦斯突山是煤礦井下采掘活動過程中發生的一種伴有聲響和猛烈力能效應的煤與瓦斯的災害性動力現象，它能在很短的時間內，突然從采掘空間附近的煤巖體中噴出大量的煤、瓦斯或巖石，在煤體中形成某種特殊形狀的孔洞。?

我國95%的的煤礦開采是地下作業，煤層賦存地質條件復雜，隨著每年約10～20m的開采深度向深部延伸，煤與瓦斯突出災害日趨嚴重。從2000年7月到2012年12月，我國共發生煤與瓦斯突出死亡事故411起，死亡2506人，已成為制約我國煤礦安全生產和煤炭工業健康發展的關鍵因素。?

從發生世界上首例有記載的煤與瓦斯突出事故開始，全世界已有20個國家都投入了大量的人力、物力，開展煤與瓦斯突出的研究工作，但目前關于煤與瓦斯突出的機理仍處于假說階段，研究難度較大。?

目前，煤與瓦斯突出機理的方法主要有突出特征統計分析、現場試驗及實驗室模擬試驗。由于突出是一種復雜的動力現象，其發生的突然性和危險性使得直接觀察突出的發生與發展極為困難，因此實驗?室模擬試驗是目前研究煤與瓦斯突出機理的最有效方法。通過構建大型煤與瓦斯突出相似材料模擬裝置開展實驗室模擬試驗，可深入研究煤與瓦斯突出力學作用機理，為減少煤與瓦斯突出事故提供了重要手段。?

國外開展煤與瓦斯突出模擬試驗較早，1951年前蘇聯的В.В.霍多特等人首次進行了一維突出模擬試驗，開創了突出模擬試驗研究突出機理的新手段。此后，自1955年至1991年間，前蘇聯、加拿大、日本等學者開展了一系列突出模擬試驗。這些突出模擬裝置的共同點是：普遍存在充氣壓力小；荷載一般僅為垂直一維加載；誘發突出多采用雷管爆破；手動開啟等方式；監測監控儀器和手段相對缺乏，僅能觀察后突出發生后的突出現象及測定少量參數。?

1989年鄧全封等人開展了我國首次煤與瓦斯突出模擬試驗，此后，我國學者開展了大量煤與瓦斯突出模擬試驗。主要的突出模擬裝置為：①煤研總院撫順分院的一維突出模擬試驗裝置；②中國礦業大學含瓦斯煤樣三維受力流變試驗裝置、一維突出模擬試驗裝置、延期突出模擬試驗裝置以及煤與瓦斯突出三維模擬試驗；③中國科學院力學研究所二維模擬試驗裝置；④河南理工大學三維模擬試驗裝置；⑤安徽理工大學石門揭煤突出模擬試驗裝置；⑥重慶大學煤與瓦斯突出三維突出模擬試驗裝置。上述煤與瓦斯突出模擬試驗裝置盡管在煤與瓦斯突出機理研究中起到很大的作用，但隨著煤與瓦斯突出機理的發展，尤其是煤與瓦斯突出力學作用機理的提出，上述模擬裝置存在的模擬煤樣尺寸小、受力維數低、充氣壓力偏小以及監測設備和手段落?后的缺陷已不能適用于目前煤與瓦斯突出機理量化關系研究的需要。因此，具有模擬煤樣尺寸大、受力維數高、充氣壓力大且密封性好以及配備先進監測儀器，能開展煤與瓦斯突出相似模擬試驗的裝置才能滿足目前突出研究的需要。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種可實現多維加載壓力，充氣壓力大、充氣更均勻、密封性好的煤與瓦斯突出模擬試驗方法。?

本發明的技術方案如下：一種煤與瓦斯突出模擬實驗方法：其特征在于：按照如下步驟完成：?

（a）、準備模擬裝置，所述模擬裝置包括機架（1）和突出箱體（3），所述機架（1）內的底端設有試驗臺（2），所述試驗臺（2）上設有導軌（4），所述導軌（4）延伸到機架（1）外，所述導軌（4）的延伸端上設有氣缸（5），所述突出箱體（3）裝在導軌（4）上，所述氣缸（5）的活塞桿與突出箱體（3）連接，所述突出箱體（3）包括上端開口的方形箱體本體（3-1），在箱體本體（3-1）上設有箱蓋（3-2），所述箱蓋（3-2）上設有中心孔（2a）以及充填材料孔（2b），所述箱體本體（3-1）的左、右側壁上分別設有活塞孔（1a），所述箱體本體（3-1）的前側壁上設有突出口（1b）和瓦斯壓力測定孔（1e），所述箱體本體（3-1）的后側壁上設有充氣孔（1c）和導線孔（1d）,所述箱體本體（3-1）的底板的內表面上開有相互貫通的橫向和縱向的溝槽（3-3），在該溝槽（3-3）上蓋有充氣面板（3-4），該充氣面板（3-4）上設有透氣孔（4a），所述透氣孔（4a）與溝槽（3-3）相通，所述充?氣孔（1c）下方的箱體本體（3-1）的右側壁的內表面開有與充氣孔（1c）連通的凹槽（3-5），所述凹槽（3-5）下端與溝槽（3-3）連通，所述箱體本體（3-1）的右側壁的內表面上覆蓋有一塊擋板（3-6）；所述突出箱體（3-1）內的上端設有上壓板（6），所述突出箱體（3-1）內的左、右兩側設有側壓板（7）；?