[發(fā)明專利]用于檢測鉆孔周圍煤體裂隙分布狀況的實驗裝置與方法

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• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107907465A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊黎明;張旭錕
• 申請（專利權(quán)）人: 華北科技學(xué)院
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務(wù)所32110
• 代理人: 韓曉斌

1.一種用于檢測鉆孔周圍煤體裂隙分布狀況的實驗裝置，其特征在于，包括加壓系統(tǒng)、壓力傳遞軸、圓筒、圓盤、煤樣、底盤、鉆具、注漿泵、膠管、膠體和空心圓盤；所述圓筒的底端設(shè)有底盤，筒內(nèi)盛裝有由煤粉和煤焦油混合而成的煤樣；所述圓筒的頂端還配設(shè)有圓盤和空心圓盤；其中圓盤的外徑與圓筒內(nèi)徑吻合，圓盤的上方順次設(shè)有壓力傳遞軸和加壓系統(tǒng)，壓力傳遞軸垂直于圓盤設(shè)置，圓盤能夠在加壓系統(tǒng)的作用下沿圓筒軸向移動，壓實煤樣；所述空心圓盤能夠與圓筒內(nèi)徑螺紋連接，鉆具能夠從空心圓盤的中心孔鉆入煤樣中，在煤樣中形成軸向鉆孔；所述膠管的一端與注漿泵連接，另一端能夠從空心圓盤的中心孔插入至鉆孔內(nèi)向鉆孔內(nèi)注入膠體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測鉆孔周圍煤體裂隙分布狀況的實驗裝置，其特征在于，所述煤樣預(yù)先采用1-3mm的煤粉和煤焦油混合好，所述加壓系統(tǒng)、壓力傳遞軸、圓筒、圓盤，將放置于圓筒的煤樣壓制成圓柱體煤樣，并具備一定強度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測鉆孔周圍煤體裂隙分布狀況的實驗裝置，其特征在于，所述圓盤和加壓系統(tǒng)的相對面的中心設(shè)有凹槽，所述壓力傳遞軸的兩端插裝于凹槽內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測鉆孔周圍煤體裂隙分布狀況的實驗裝置，其特征在于，所述空心圓盤的盤面上設(shè)置把手。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測鉆孔周圍煤體裂隙分布狀況的實驗裝置，其特征在于，所述圓筒上端設(shè)有一段內(nèi)螺紋，所述空心圓盤外圍具有外螺紋，通過旋轉(zhuǎn)空心圓盤壓縮圓筒內(nèi)的成型煤樣，既可以給煤樣施加一定的壓力，又可以固定煤樣，便于鉆進施工。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測鉆孔周圍煤體裂隙分布狀況的實驗裝置，其特征在于，所述空心圓盤內(nèi)壁具有內(nèi)螺紋，所述膠管前端配有接頭，接頭擁有外螺紋，膠管與空心圓盤通過螺紋連接，確保在帶壓注入膠體的過程中，不出現(xiàn)膠體泄漏。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測鉆孔周圍煤體裂隙分布狀況的實驗裝置，其特征在于，所述膠管與注漿泵和空心圓盤相聯(lián)接，聯(lián)接方式為螺紋聯(lián)接。

8.利用權(quán)利要求1~7任意一項權(quán)利要求所述的裝置的一種用于檢測鉆孔周圍煤體裂隙分布狀況的實驗方法，其特征在于，具體步驟包括：

步驟1）將混合好煤粉和煤焦油裝入圓筒中；

步驟2）啟動加壓系統(tǒng)，將煤樣壓制成具有一定強度的圓柱體煤樣；

步驟3）卸下加壓系統(tǒng)、壓力傳遞軸和圓盤；將空心圓盤與圓筒通過螺紋聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)空心圓盤的把手壓縮、固定煤樣；

步驟4）采用鉆具穿過空心圓盤的中心孔，施工煤樣鉆孔，鉆孔的周圍煤體產(chǎn)生網(wǎng)狀裂隙；

步驟5）鉆孔施工完畢,拔出鉆具，清理孔內(nèi)煤渣；

步驟6）膠體加熱成液態(tài)，倒入注漿泵；啟動注漿泵，向煤樣鉆孔內(nèi)注入高溫液態(tài)膠體，注入壓力為2-3MPa，并穩(wěn)定1小時后關(guān)閉注漿泵，停止膠體注入，膠體從鉆孔滲入裂隙中；

步驟7）系統(tǒng)充分冷卻后，拆卸注漿設(shè)備，卸下空心圓盤，煤樣松弛，拔出煤樣；

步驟8）剔除煤粉，獲取冷卻后的膠體，該膠體的形狀即為卸壓后鉆孔周圍煤體裂隙的空間結(jié)構(gòu)，將其按一定比例縮小，即為受壓狀態(tài)下鉆孔周圍煤體裂隙的空間結(jié)構(gòu)。