[發明專利]一種煤礦開采后瓦斯預測模型

有效

• 申請號: 202010629959.7
• 申請日: 2020-06-25
• 公開（公告）號: CN111764962B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 閆和平
• 申請（專利權）人: 陜西省一九四煤田地質有限公司
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;G01N33/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明一種煤礦開采后瓦斯預測模型公開了一種能夠模擬巷道規模、大氣壓、開采深度、瓦斯濃度，對瓦斯涌出量進行分析的預測模型，其特征在于包括主體箱、模擬系統和瓦斯涌出量檢測器，模擬系統置于主體箱內，瓦斯涌出量檢測器置于模擬系統內，模擬系統模擬巷道規模、大氣壓、開采深度、瓦斯濃度后，瓦斯涌出量檢測器對瓦斯涌出量進行檢測，能夠對開采后的煤礦巷道區域瓦斯涌出量進行精確模擬，進而進行預測，以此達到科學的煤礦規劃開采，能夠模擬不同深度的巷道環境、不同外界大氣壓、不同煤場含瓦斯濃度和外界降雨對瓦斯涌出量的影響，利用3D打印技術能夠準確模擬處不同形成的開采巷道，進行模擬預測。

技術領域

本發明一種煤礦開采后瓦斯預測模型涉及一種對在煤礦開采后對瓦斯涌出量進行預測的模型，屬于煤礦設備領域。特別涉及一種能夠模擬巷道規模、大氣壓、開采深度、瓦斯濃度，對瓦斯涌出量進行分析的預測模型。

背景技術

煤礦瓦斯又稱煤層瓦斯、煤層氣，是從煤和圍巖中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等組成的混合氣體，開采煤層時，煤體受到破壞或采動影響，貯存在煤體內的部分瓦斯就會離開煤體而涌入采掘空間，這種現象稱為瓦斯涌出，而預測開采后瓦斯的涌出量，對預防井下巷道瓦斯爆炸有著重要意義，目前，煤礦瓦斯涌出量與開采煤層和圍巖的瓦斯含量、開采規模、開采順序和回采方法、生產工藝過程、大氣壓力變化、風量變化、采空區密閉質量等因素均有關聯，這就導致單純通過分析煤礦開采時的煤礦瓦斯涌出量數據來推斷開采后的瓦斯涌出量的分析不準確，需要一種用于模擬巷道開采后其巷道規模、外界大氣壓、煤層瓦斯濃度與開采深度等因素對瓦斯涌出量的影響的試驗模型裝置。

發明內容

為了改善上述情況，本發明一種煤礦開采后瓦斯預測模型提供了一種能夠模擬巷道規模、大氣壓、開采深度、瓦斯濃度，對瓦斯涌出量進行分析的預測模型。

本發明一種煤礦開采后瓦斯預測模型是這樣實現的：本發明一種煤礦開采后瓦斯預測模型包括主體箱、模擬系統和瓦斯涌出量檢測器，模擬系統置于主體箱內，瓦斯涌出量檢測器置于模擬系統內，模擬系統模擬巷道規模、大氣壓、開采深度、瓦斯濃度后，瓦斯涌出量檢測器對瓦斯涌出量進行檢測；

所述主體箱為矩形透明箱體結構，便于和刻度尺比對以填充土層，模擬土層深度；

所述主體箱側面上開有通槽；

所述模擬系統包括大氣模擬裝置、巷道模擬裝置、瓦斯量模擬裝置和控制裝置，巷道模擬裝置包括土層模擬結構、深度模擬結構和打印通道，深度模擬結構置于土壤模擬結構下方，且通過底板相隔開，打印通道置于土壤模擬結構內；

所述底板上垂直置有和通槽配合的支撐板，所述支撐板對主體箱上通槽進行封堵；

所述支撐板上開有放置孔，能夠對打印通道預留通孔；

所述底板和主體箱底部之間形成能夠對巷道規模、大氣壓、開采深度、瓦斯濃度進行控制的控制腔；

所述底板為防水材料制成，避免模擬礦層滲水，使得控制腔干燥，保證控制準確；

所述土壤模擬結構從下向上依次為模擬礦層、碎石層和土壤層；深度控制結構由液壓桿和刻度尺組成，所述液壓桿控制底板升降；刻度尺置于主體箱側面上，所述刻度尺上置有碎石層刻度線、土壤層刻度線，能夠根據刻度線位置填充土層，以對開采深度進行模擬；

所述土壤模擬結構和主體箱之間的空腔形成地面空氣腔；

所述主體箱上置有能夠打開以對土層進行添加填充的密封門；

所述大氣模擬裝置包括氣壓調節結構和濕度調節結構，氣壓調節結構置于主體箱頂部，濕度調節結構置于主體箱頂部；

所述氣壓調節結構為氣壓計，泄氣閥，二號氣泵和單向氣閥組成，二號氣泵置于主體箱上，單向氣閥置于二號氣泵的出氣口處，所述單向氣閥位于主體箱內，氣壓計置于主體箱內；