[發明專利]一種原位可控的煤與瓦斯突出過程物理模擬方法

有效

• 申請號: 202011039312.5
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112145073B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 劉廳;趙洋;林柏泉;王一涵;李彥君
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B7/18;E21B47/00;E21B47/06;E21B47/07;E21B33/06;E21B43/34;E21B34/00;E21F7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李翩

1.一種原位可控的煤與瓦斯突出過程物理模擬方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1：首先在巷道向高瓦斯突出煤層(9)中施工一個煤與瓦斯突出激發鉆孔(10)，然后在煤與瓦斯突出激發鉆孔(10)兩側再分別施工若干組參數測試孔(1)，每組中參數測試孔(1)的數目不少于三個；

S2：在每組參數測試孔(1)中至少放入一個瓦斯壓力傳感器、一個應力傳感器和一個溫度傳感器，其中每個參數測試孔(1)放一個傳感器，各個傳感器分別電性連接外部PC機，最后封孔；設置在煤與瓦斯突出激發鉆孔(10)其中一側的每組參數測試孔(1)距離煤與瓦斯突出激發鉆孔(10)的間距分別為a、a+1、a+2……，設置在煤與瓦斯突出激發鉆孔(10)另一側的每組參數測試孔(1)分別距離煤與瓦斯突出激發鉆孔(10)的間距分別為a+0.5、a+1.5、a+2.5……；

S3：選用合適的鉆桿(3)連通水射流發生裝置(6)后將其鉆頭放入煤與瓦斯突出激發鉆孔(10)中，在鉆桿(3)上安裝防噴孔裝置(2)，防噴孔裝置(2)通過管路連通氣液固分離器(4)并且該管路上設有閥門二(8)；

S4：待每組參數測試孔(1)內的監測數據都穩定后，開啟水射流發生裝置(6)，水射流通過鉆桿(3)對煤與瓦斯突出激發鉆孔(10)孔壁進行沖擊作業；同時打開防噴孔裝置(2)和閥門二(8)，煤與瓦斯突出激發過程中產生的氣、水和煤通過管路進入到氣液固分離器(4)中進行分離；

S5：利用PC機打開每組參數測試孔(1)中的各個傳感器，監測水射流沖擊過程中煤與瓦斯突出激發鉆孔(10)周圍的瓦斯壓力、應力和溫度的變化；

S6：采用深度學習算法分析瓦斯壓力、應力和溫度數據，獲取煤與瓦斯突出的臨界條件。

2.如權利要求1所述的一種原位可控的煤與瓦斯突出過程物理模擬方法，其特征在于，步驟S1中，煤與瓦斯突出激發鉆孔(10)兩側分別設有三組參數測試孔(1)，其中每組參數測試孔(1)中分別施工三個。

3.如權利要求1所述的一種原位可控的煤與瓦斯突出過程物理模擬方法，其特征在于，步驟S2中，煤與瓦斯突出激發鉆孔(10)兩側的瓦斯壓力傳感器、應力傳感器和溫度傳感器分別水平共線設置。

4.如權利要求1所述的一種原位可控的煤與瓦斯突出過程物理模擬方法，其特征在于，步驟S2中，a取值0.5m～1m。

5.如權利要求1所述的一種原位可控的煤與瓦斯突出過程物理模擬方法，其特征在于，步驟S4中，氣液固分離器(4)與瓦斯抽采管路(5)連通，瓦斯抽采管路(5)上設置閥門一(7)，水射流發生裝置(6)作業時同時打開閥門一(7)，瓦斯抽采管路(5)連通外部抽采機進而抽取氣液固分離器(4)中積存的瓦斯。