[發明專利]一種充氣顆粒體管道噴出過程動態演化裝置及方法

在審

• 申請號: 201910240667.1
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109801551A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 程立朝;李新旺;熊偉東;陳威;張天偉;劉士梁;王若瑜;秦義嶺;趙新元
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 孫文彬

本發明公開了一種充氣顆粒體管道噴出過程動態演化裝置及方法，該裝置包括承壓倉、主演示管道和外接演示管道，所述的承壓倉固定在基座一上，承壓倉的一端連接有填料管，所述的填料管設置在主演示管道一端的中心處，所述的主演示管道固定在基座二上，在主演示管道的另一端連通有外接演示管道，所述的外接演示管道固定設置在基座三上。本發明裝置能研究不同試驗條件下的充氣顆粒體管道噴出過程動態演化及管道內散落顆粒分布的區域特性，同時具有本低，易操作，拆卸方便，便于移動和攜帶的特點。

技術領域

本發明屬于煤與瓦斯突出模擬實驗技術領域，具體涉及一種充氣顆粒體管道噴出過程動態演化裝置及方法。

背景技術

煤與瓦斯突出是我國煤炭開采中最為嚴重的災害之一。大量瓦斯從可見的煤巖裂隙、鉆孔中噴出的現象叫瓦斯噴出。打鉆時瓦斯從鉆孔中噴出的現象通常叫瓦斯噴孔。鉆孔噴孔就是孔內突出的一種表現形式。煤與瓦斯突出是一種嚴重的礦井動力災害，突出發生時，快速噴出的煤和瓦斯流具有極大的破壞力，突出發生時產生的動力效應能夠摧毀生產系統，造成人員傷亡，且易引發煤塵和瓦斯爆炸等重大事故，造成礦井生產的長期停滯。另外，日常生活中不乏遇到充氣顆粒體管道噴出現象。因此，要最大限度的降低災害的破壞作用，就必須對煤與瓦斯突出的致災機理進行研究，探索有效的災害控制方法和措施。

實驗室實驗是了解煤與瓦斯突出的致災及控制條件的可靠途徑，通過動力效應實驗研究能夠更清楚地認識煤與瓦斯突出致災機理及發生、發展規律，對有效控制煤與瓦斯突出災害具有積極意義。為深入了解瓦斯噴孔、煤與瓦斯突出過程，以及日常生活中遇到的充氣顆粒體管道噴出規律，研究顆粒噴出過程動態演化規律，及噴出煤體顆粒沿巷道的散落規律，本發明提出一套充氣顆粒體管道噴出過程動態演化裝置。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中存在的技術問題，提供一種充氣顆粒體管道噴出過程動態演化裝置及方法，該裝置具有結構簡單，易操作，拆卸方便的特點。

本發明具體通過以下技術方案實現：

一種充氣顆粒體管道噴出過程動態演化裝置，包括承壓倉、主演示管道和外接演示管道，所述的承壓倉固定在基座一上，承壓倉的一端連接有填料管，所述的填料管設置在主演示管道一端的中心處，所述的主演示管道固定在基座二上，在主演示管道的另一端連通有外接演示管道，所述的外接演示管道固定設置在基座三上。

所述的承壓倉內遠離主演示管道的一端的入口處設置有氣囊，所述的氣囊入口四周通過橡皮塞貼壁固定在承壓倉的入口處，在橡皮塞的中心布置有充氣孔，用于連接外接充壓器。

所述的基座一、基座二和基座三為頂部開口的空心立方體，在基座一、基座二和基座三的底部設置有重質材料，用于穩定承壓倉、主演示管道和外接演示管道。

所述的基座一、基座二和基座三之間通過導向桿和導向槽連接，并通過連接扣固定。

所述的外接演示管道為任意形狀管道，優選為T形管道。

所述的承壓倉、主演示管道和外接演示管道均為透明材質制備得到。

所述的基座一、基座二和基座三之間通過連接扣固定連接。

另外，本發明還提供了一種充氣顆粒體管道噴出過程動態演化方法，在上述裝置的基礎上，通過以下步驟完成：

1)將噴出材料裝入填料管后，組裝上述的演示裝置；

2)利用橡皮塞氣囊固定在承壓倉內，橡皮塞中間有通氣孔，外接的鼓氣裝置利用充氣管與橡皮塞中間通氣孔連接。

3)利用外接的鼓氣裝置對承壓倉內的氣囊進行充氣，直至氣囊沿自由面爆裂；

4)用照相機對主演示區和外接演示區內的顆粒分布狀態進行俯視拍照，為后期的顆粒分布統計準備。