[發明專利]煤與瓦斯突出致災可視化模擬實驗系統

在審

• 申請號: 202110304183.6
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113063921A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 文光才;趙旭生;戴林超;曹偈;王波;孫海濤;劉延保;孫東玲;楊雪林;蔣安飛
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明涉及一種煤與瓦斯突出致災可視化模擬實驗系統，屬于煤礦技術領域。該系統包括依次連接的突出源及發生裝置、可視化模擬巷道和數據監測裝置；所述突出源及發生裝置包括氣源補充罐、突出腔體、腔體加長組件、高壓注氣管、夾持器、爆破片一、爆破片二和爆破裝置；突出腔體及腔體加長組件充裝煤粉材料及氣體，突出腔體前端與爆破裝置連接，后端與氣源補充罐連接，氣源補充罐通過高壓注氣管向突出腔體及腔體加長組件進行均勻充氣；爆破裝置通過夾持器固定住爆破片一和爆破片二，在一定壓力下，爆破片一和爆破片二實現爆破。

技術領域

本發明屬于煤礦技術領域，涉及煤與瓦斯突出致災可視化模擬實驗系統。

背景技術

隨著煤炭生產企業規?；?、集約化和現代化水平的逐漸增強，大型煤炭基地內的煤炭資源將逐步進入深部開采階段。突出過程產生的破碎煤巖及瓦斯流動是一種復雜的動力現象，會造成嚴重的人員傷亡及設備損失。而如何及時、精準判斷突出發生時間和可能的波及范圍一直是突出監測、預警的難題。

由于煤與瓦斯突出災害的突發性及危害性，現場能夠獲取的可用于分析災害發生、致災的數據有限，采用模型實驗的方法，獲取突出災害過程中巷道內沖擊氣流、瓦斯壓力、煤粉沖擊力、濃度、風速的致災特征參數的演變規律，是研究突出破碎煤巖及瓦斯致災效應的有效方法?，F有用于煤與瓦斯突出機理研究的模型實驗裝置多側重于突出發生條件的分析。而現有的煤與瓦斯突出致災模擬實驗裝置(煤與瓦斯突出動力致災可視化物理模擬試驗系統(ZL201710492160.6)、瓦斯風壓誘導井巷分支風流紊亂的定量實驗裝置(ZL201610584202.4)、一種煤與瓦斯突出沖擊動力演化實驗裝置(ZL201611187025.2)、突出煤粉瓦斯兩相流動力測定實驗裝置(ZL201320879190.X))等，在突出箱體設計時未考慮突出過程瓦斯持續解吸過程，且由于其可視化監測設備放置在巷道內部或者巷道模擬裝置并非完全透明，使其監測數據或精度有限。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種煤與瓦斯突出致災可視化模擬實驗系統。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

煤與瓦斯突出致災可視化模擬實驗系統，包括依次連接的突出源及發生裝置、可視化模擬巷道和數據監測裝置；

所述突出源及發生裝置包括氣源補充罐、突出腔體、腔體加長組件、高壓注氣管、夾持器、爆破片一、爆破片二和爆破裝置；

突出腔體及腔體加長組件充裝煤粉材料及氣體，突出腔體前端與爆破裝置連接，后端與氣源補充罐連接，氣源補充罐通過高壓注氣管向突出腔體及腔體加長組件進行均勻充氣；

爆破裝置通過夾持器固定住爆破片一和爆破片二，在一定壓力下，爆破片一和爆破片二實現爆破；

所述數據監測裝置包括流量計、氣體壓力傳感器、溫度傳感器、氣體濃度傳感器、風速傳感器和實驗風機。

可選的，所述氣源補充罐內腔φ300×640，內腔體積0.09m³，承壓2MPa，

突出腔體內腔φ300×450，承壓2MPa，端部中心及面進氣，材質為304不銹鋼；

腔體加長組件φ300×150，承壓2MPa，材質為304不銹鋼；

高壓注氣管φ25不銹鋼管，承壓2MPa；

夾持器的內腔直徑150mm、承壓≥2MPa，材質為304不銹鋼；

爆破裝置的內腔直徑150mm、承壓≥2MPa，材質為304不銹鋼。

可選的，所述突出腔體為不銹鋼制高壓密封容器，設計承壓能力2MPa；

突出腔體的主體部分內徑為300mm，長為450mm；

突出腔體的突出口延長部分內徑為100mm，長為100mm；