[發(fā)明專利]模擬探測(cè)煤巷突出參數(shù)與突出的關(guān)系及規(guī)律的方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510334864.1
• 申請(qǐng)日: 2015-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN104880738B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐俊;陳裕佳;李曉偉;蔣承林;徐樂華;田世祥;楊丁丁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V9/00
• 分類號(hào): G01V9/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種模擬探測(cè)煤巷突出參數(shù)與突出的關(guān)系及規(guī)律的方法，通過壓力機(jī)在特制的長(zhǎng)圓形缸體上壓制煤樣，充入瓦斯，形成一段含瓦斯的煤體，以此代替煤巷工作面前方集中應(yīng)力帶中那段最具突出危險(xiǎn)的煤體；向壓制成型的含瓦斯煤體打鉆，測(cè)定煤巷突出參數(shù)；然后換上模擬突出的堵頭，將同樣的煤體按同樣的要求壓制成型，模擬突然打開后的突出現(xiàn)象；多次測(cè)試后，就能檢測(cè)這種煤巷突出參數(shù)是否與現(xiàn)場(chǎng)煤巷突出相關(guān)，是否能夠用來預(yù)測(cè)煤巷突出并獲得其突出的臨界值，為煤礦現(xiàn)場(chǎng)提供預(yù)測(cè)的依據(jù)，其特征在于，包括如下步驟：

a．從煤礦現(xiàn)場(chǎng)采集煤樣，粉碎后篩至2mm以下，加入水或柴油，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，以手握煤粉成團(tuán)，手松煤團(tuán)自行開裂為準(zhǔn),然后裝入密封桶中備用；

b．將內(nèi)裝混泥土并連接有堵頭密封蓋（8）的T形管狀堵頭（7）裝入長(zhǎng)圓形缸體（1）右側(cè)的通孔中，在對(duì)稱設(shè)置的長(zhǎng)固定桿（14）和鉸接翻板（10）中插裝壓在T形管狀堵頭（7）上的中空壓板（9），通過加壓螺釘（11）將中空壓板（9）緊緊固定在T形管狀堵頭（7）上；

c．分次定量稱取密封桶中的煤樣，所述分次定量稱取密封桶中的煤樣為10-16kg；將一次定量稱取的煤樣放入長(zhǎng)圓形的缸體（1）中，刮平，再把壓柱（3）放入長(zhǎng)圓形缸體（1）中，將整個(gè)裝置推入到壓力機(jī)內(nèi)，確保整個(gè)裝置的受力中心與壓力機(jī)的中心一致；

d．通過壓力機(jī)向長(zhǎng)圓形缸體（1）上的壓柱（3）加壓，將長(zhǎng)圓形缸體（1）中一次加入的煤樣壓實(shí)，穩(wěn)壓半小時(shí)，確保煤中空氣完全逸出，繼續(xù)向長(zhǎng)圓形缸體（1）內(nèi)添加一次等量的煤樣并壓實(shí)，如此反復(fù)多次，直至將長(zhǎng)圓形缸體（1）內(nèi)逐次壓實(shí)的煤樣達(dá)到設(shè)定的厚度；

e．將壓力表與壓力表接口（12）相連，設(shè)定壓力機(jī)的壓力，保持對(duì)壓柱（3）繼續(xù)施壓，通過前后充氣口（15）對(duì)長(zhǎng)圓形缸體（1）中壓實(shí)的煤樣進(jìn)行抽真空12小時(shí)，之后向煤樣中充入瓦斯氣體至瓦斯氣體壓力穩(wěn)定，持續(xù)48小時(shí)，這時(shí)，施加在成型煤樣上的壓力機(jī)壓力相當(dāng)于地應(yīng)力，而煤層中的瓦斯氣體壓力相當(dāng)于煤層的瓦斯壓力，長(zhǎng)圓形缸體（1）中壓實(shí)的煤樣相當(dāng)于一塊煤巷工作面前方的含瓦斯煤體（6）；

f．在壓柱（3）的兩個(gè)圓孔內(nèi)插入兩根承壓桿（4）,并在承壓桿（4）外露段與長(zhǎng)圓形缸體（1）上端面之間放入墊塊，保持兩者接觸但不受力的狀態(tài)；

g.擰開堵頭密封蓋（8），在T形管狀堵頭（7）入口的螺紋連接安裝突出參數(shù)測(cè)定儀器，用麻花鉆桿穿過突出參數(shù)測(cè)定儀器插入到T形管狀堵頭（7）內(nèi)，連接好煤電鉆帶動(dòng)麻花鉆頭從T形管狀堵頭（7）打鉆直至透過混泥土進(jìn)入含瓦斯的煤樣中，鉆進(jìn)的同時(shí)，通過突出參數(shù)測(cè)定儀器采集打鉆期間測(cè)定的煤層突出參數(shù)，直至鉆進(jìn)至長(zhǎng)圓形缸體（1）盡頭，停止鉆進(jìn)，獲得本次含瓦斯煤體的突出參數(shù)數(shù)據(jù)；

h．退鉆后，停止壓力機(jī)工作，推出長(zhǎng)圓形缸體（1），通過承壓桿（4）將壓柱（3）起吊出來，清除長(zhǎng)圓形缸體（1）中的煤樣，取下T形管狀堵頭（7）和中空壓板（9），換成T形柱狀堵頭（16）和壓板（17），并通過加壓螺釘（11）將壓板（17）緊緊固定在T形柱狀堵頭（16）上；

i．重復(fù)步驟c、d、e、f，將密封桶中的同樣的煤樣加入長(zhǎng)圓形缸體（1）中壓實(shí)成型，并抽真空和充氣，構(gòu)成一個(gè)與之前完全相同的含瓦斯煤體；

j．在壓板（17）的凸臺(tái)上放置一千斤頂，利用千斤頂向上頂鉸鏈翻板（10），鉸鏈翻板（10）沿鉸接頭向上翹起，壓板（17）的上部失去控制向下翻轉(zhuǎn)落下，T形柱狀堵頭（16）失去外力，長(zhǎng)圓形缸體（1）內(nèi)含瓦斯煤體(6)中的瓦斯氣體就會(huì)推開失去外力的T形柱狀堵頭（16），煤樣從長(zhǎng)圓形缸體（1）右側(cè)的通孔中噴出，依據(jù)煤樣噴出的量和動(dòng)力大小，從而確定是：不突出、弱突出、突出、或強(qiáng)突出，獲得一個(gè)煤巷是否突出的樣本數(shù)據(jù)；

k．按照不同的成型壓力，不同的地應(yīng)力和瓦斯壓力進(jìn)行多次試驗(yàn)，即可獲得多個(gè)樣本數(shù)據(jù)，利用判別分析法將多個(gè)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而得出該突出參數(shù)與煤巷突出是否相關(guān)及突出的臨界值。