[實(shí)用新型]一種分級(jí)加卸載煤體多場(chǎng)耦合動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202121435007.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN217587202U
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成小雨;龔選平;趙剛;程成;陳龍;高涵;楊鵬;孫令超;曹文超;雷慧;付棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中煤能源研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01N33/22
• 分類號(hào): G01N33/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種分級(jí)加卸載煤體多場(chǎng)耦合動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)裝置和監(jiān)測(cè)裝置；實(shí)驗(yàn)裝置包括充氣裝置、應(yīng)力加卸載裝置、滲流解吸裝置和瓦斯抽采裝置；充氣裝置包括瓦斯氣瓶、手動(dòng)閥門、減壓閥和氣動(dòng)閥；滲流解吸裝置包括煤樣倉(cāng)，應(yīng)力加卸載裝置包括加載泵、加載油缸、活塞桿和加載板；瓦斯抽采裝置包括氣動(dòng)閥、截止閥和抽采泵；煤樣倉(cāng)呈空腔結(jié)構(gòu)，煤樣倉(cāng)上設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，瓦斯氣瓶通過(guò)氣體管道連通煤樣倉(cāng)的進(jìn)氣口，氣體管道上依次設(shè)置有手動(dòng)閥門、減壓閥和氣動(dòng)閥；煤樣倉(cāng)的出氣口通過(guò)輸氣管道連通連接瓦斯抽采裝置中的抽采泵。用來(lái)模擬煤體在不同應(yīng)力環(huán)境下的應(yīng)變和受載過(guò)程中的破壞特征，煤體在不同條件下的吸附解吸滲流情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于煤層氣、煤礦瓦斯開(kāi)發(fā)利用技術(shù)領(lǐng)域，具體屬于一種分級(jí)加卸載煤體多場(chǎng)耦合動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采深度的逐漸增加，煤層瓦斯壓力和瓦斯含量都明顯增大，再加上我國(guó)大部分地區(qū)的煤層透氣性較低，煤礦的瓦斯抽采難度會(huì)越來(lái)越大，煤與瓦斯突出和瓦斯爆炸事故頻發(fā)。為了提高瓦斯抽采效率，保障煤礦安全高效生產(chǎn)作業(yè)，需要更準(zhǔn)確掌握受載含瓦斯煤體的解析滲流規(guī)律。

目前，大多數(shù)學(xué)者研發(fā)的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)于研究煤體在不同應(yīng)力環(huán)境下的應(yīng)變和受載過(guò)程中的破壞特征以及煤體在不同條件下瓦斯的吸附—解吸—滲流情況時(shí)，不能夠?qū)γ后w所處的原始瓦斯賦存環(huán)境，煤體所受到的不同應(yīng)力環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，并且對(duì)煤體在加卸載過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變及瓦斯?jié)B流解吸情況缺乏比較系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和研究。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種分級(jí)加卸載煤體多場(chǎng)耦合動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用來(lái)模擬煤體在不同應(yīng)力環(huán)境下的應(yīng)變和受載過(guò)程中的破壞特征，以及煤體以及煤體在不同條件下瓦斯的吸附—解吸—滲流情況。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種分級(jí)加卸載煤體多場(chǎng)耦合動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)裝置和監(jiān)測(cè)裝置；

所述實(shí)驗(yàn)裝置包括充氣裝置、應(yīng)力加卸載裝置、滲流解吸裝置和瓦斯抽采裝置；

所述充氣裝置包括瓦斯氣瓶、手動(dòng)閥門、第二減壓閥和第一氣動(dòng)閥；所述滲流解吸裝置包括煤樣倉(cāng)，所述應(yīng)力加卸載裝置包括加載泵、加載油缸、活塞桿和加載板；所述瓦斯抽采裝置包括第二氣動(dòng)閥、第二截止閥和抽采泵；

所述煤樣倉(cāng)呈空腔結(jié)構(gòu)，所述煤樣倉(cāng)上設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，所述瓦斯氣瓶通過(guò)氣體管道連通煤樣倉(cāng)的進(jìn)氣口，所述氣體管道上依次設(shè)置有手動(dòng)閥門、第二減壓閥和第一氣動(dòng)閥；所述煤樣倉(cāng)的出氣口通過(guò)輸氣管道連通連接瓦斯抽采裝置中的抽采泵，所述輸氣管道上沿氣流方向依次設(shè)置有第二氣動(dòng)閥和第二截止閥；

所述加載油缸設(shè)置在煤樣倉(cāng)的外側(cè)壁上進(jìn)行密封連接，所述加載泵連接加載油缸的內(nèi)腔，所述加載油缸的內(nèi)腔設(shè)置有活塞桿，所述活塞桿的端部設(shè)置有加載板，所述加載板與煤樣倉(cāng)的側(cè)壁進(jìn)行密封連接；

所述監(jiān)測(cè)裝置包括非接觸全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量裝置、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)裝置和多參測(cè)控裝置；

所述聲發(fā)射監(jiān)測(cè)裝置包括聲發(fā)射探頭和聲發(fā)射放大器；多參測(cè)控裝置包括第一壓力表、第一流量傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、壓力表和監(jiān)控主機(jī)；

所述第一流量傳感器和第一壓力表設(shè)置在瓦斯氣瓶的氣體管道上，第一流量傳感器和第一壓力表的輸出端連接數(shù)據(jù)采集儀的輸入端；所述聲發(fā)射探頭設(shè)置在煤樣倉(cāng)的側(cè)壁上，所述聲發(fā)射探頭的輸出端連接聲發(fā)射放大器的輸入端，所述聲發(fā)射放大器的輸出端連接數(shù)據(jù)采集儀的輸入端，所述數(shù)據(jù)采集儀的輸出端連接監(jiān)控主機(jī)；

所述非接觸全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量裝置設(shè)置在煤樣倉(cāng)出氣口的外側(cè)，非接觸全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量裝置的輸出端連接監(jiān)控主機(jī)。

優(yōu)選的，所述充氣裝置還包括第一減壓閥、第一截止閥和緩沖罐，所述緩沖罐和瓦斯氣瓶的出氣口通過(guò)輸氣管路進(jìn)行連接，所述輸氣管路上依次設(shè)置有第一減壓閥、第一截止閥；緩沖罐的另一端與煤樣倉(cāng)的內(nèi)腔相連接。