[發(fā)明專利]一種模擬保護(hù)層開采卸壓煤巖體的滲透特性測試系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710076577.4
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106644891B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍丙杰;路洋波;段志華;賀愛萍;范張磊;朱志潔
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N3/12
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 崔蘭蒔

本發(fā)明提供一種模擬保護(hù)層開采卸壓煤巖體的滲透特性測試系統(tǒng)，包括煤巖體密封箱體，軸壓加載裝置、圍壓加載裝置、氣體加載裝置、電子氣體流量計和應(yīng)變應(yīng)力測量系統(tǒng)，所述煤巖體密封箱體前后兩側(cè)采用玻璃板進(jìn)行密封，在密封箱體的頂壁和左側(cè)壁內(nèi)側(cè)安裝有多個油壓缸，其通過高壓鋼管與所述壓力加載裝置連接，分別對模擬煤巖層施加軸壓和圍壓，密封箱體的右側(cè)壁和后側(cè)玻璃板上設(shè)有進(jìn)氣口，其通過高壓鋼管與氣體加載裝置連接，其中右側(cè)進(jìn)氣口通過瓦斯透氣板與模擬煤巖層接觸，所述電子氣體流量計與前側(cè)玻璃板上的測量孔連接。該系統(tǒng)可實現(xiàn)保護(hù)層開采條件下卸壓煤巖體的裂隙發(fā)育特征、體積應(yīng)變及滲透特性分析，為保護(hù)層開采卸壓效果分析提供裝備基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于礦山工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬保護(hù)層開采卸壓煤巖體的滲透特性測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在應(yīng)用保護(hù)層開采技術(shù)防治煤與瓦斯突出災(zāi)害的煤層開采過程中，由于煤層的采掘造成煤巖體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，并產(chǎn)生大量裂隙，在裂隙帶內(nèi)煤巖體的滲透特性產(chǎn)生顯著變化，影響著瓦斯的流動和聚集特征，為避免瓦斯災(zāi)害事故的發(fā)生需要對礦井瓦斯進(jìn)行抽采，并研究被保護(hù)層的滲透特性演化規(guī)律。在現(xiàn)有實驗設(shè)備中，多針對煤巖試件進(jìn)行變壓滲透特性測試研究，測試過程中會存在試件尺寸小、邊界效應(yīng)大等問題，很難在密封條件下的相似材料模擬實驗臺上，實現(xiàn)對卸壓煤巖體的滲流特性演化規(guī)律進(jìn)行動態(tài)測試。

發(fā)明內(nèi)容：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種密封性好、適于在實驗室內(nèi)研究煤巖體在保護(hù)層開采條件下裂隙發(fā)育特征、體積應(yīng)變及瓦斯?jié)B流規(guī)律的測試系統(tǒng)。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：提供一種模擬保護(hù)層開采卸壓煤巖體的滲透特性測試系統(tǒng)，包括煤巖體密封箱體、軸壓加載裝置、圍壓加載裝置、氣體加載裝置、電子氣體流量計和應(yīng)變應(yīng)力測量系統(tǒng)，所述煤巖體密封箱體包括框架和底座，所述框架固定在底座上，框架的前端面和后端面各安裝帶有小孔的有機玻璃板，其余各面由鋼板密封而成；所述煤巖體密封箱體的頂壁內(nèi)側(cè)安裝有多個油壓缸與一上壓板連接，所述油壓缸通過高壓鋼管與所述軸壓加載裝置連接，所述煤巖體密封箱體的左側(cè)壁內(nèi)側(cè)安裝有多個油壓缸與一側(cè)壓板連接，所述油壓缸通過高壓鋼管與所述圍壓加載裝置連接，所述上壓板、所述側(cè)壓板和所述密封箱體的內(nèi)表面形成一密封空間，所述空間內(nèi)鋪設(shè)有保護(hù)層和被保護(hù)層，所述保護(hù)層內(nèi)包括模擬回采層，所述氣體加載裝置通過高壓鋼管與所述煤巖體密封箱體的進(jìn)氣口連接，所述進(jìn)氣口包括位于框架后端面的有機玻璃板上的多個小孔和位于所述煤巖體密封箱體右側(cè)壁上的右進(jìn)氣口，所述右進(jìn)氣口通過瓦斯透氣板與所述被保護(hù)層接觸以實現(xiàn)面充氣，所述電子氣體流量計與位于框架前端面的有機玻璃板上的多個小孔連接；所述應(yīng)變應(yīng)力測量系統(tǒng)包括XJTUDP三維光學(xué)攝影測量儀、小型壓力盒以及計算機，在所述被保護(hù)層中選定測試點，所述小型壓力盒安裝在所述煤巖體密封箱體內(nèi)，其通過數(shù)據(jù)導(dǎo)線和計算機連接。

所述軸壓加載裝置包括油壓罐、與所述油壓罐連接的手動式壓泵和設(shè)于所述手動式壓泵上的壓力表。

所述圍壓加載裝置包括油壓罐、與所述油壓罐連接的手動式壓泵和設(shè)于所述手動式壓泵上的壓力表。

所述氣體加載裝置包括高壓瓦斯瓶和設(shè)于其上的減壓閥。

框架前端面和后端面的有機玻璃板上的小孔對稱設(shè)置，均排列為4排，每排為8個。

所述模擬回采層包括加熱片層和石蠟層，所述石蠟層由等尺寸石蠟板鋪設(shè)而成，所述加熱片層位于所述石蠟層下面用于加熱融化所述石蠟板，在所述加熱片層上下表面分別鋪設(shè)有絕緣紙。