一種煤與瓦斯突出傾向性測定裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤與瓦斯突出傾向性測定裝置及方法，適用于不同條件礦井的煤層的突出傾向性的測定。
【背景技術(shù)】
[0002]煤與瓦斯突出是一種復(fù)雜的地質(zhì)動力現(xiàn)象，其各突出因素之間相互關(guān)聯(lián)，是造成礦井井下事故的主要災(zāi)害之一，對煤與瓦斯突出進(jìn)行預(yù)測可以有效防止災(zāi)害事故的發(fā)生。《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》中明確地指出，判定突出煤層鑒定的單項(xiàng)指標(biāo)臨界值所用的瓦斯壓力為相對瓦斯壓力，該臨界值為0.74MPa，即作為判別煤層有無突出傾向性的瓦斯壓力臨界值。但是這個統(tǒng)一的臨界瓦斯壓力值不適用于各礦區(qū)的實(shí)際情況，無法有效指導(dǎo)安全生產(chǎn)工作以及敏感地發(fā)現(xiàn)危險。所以，《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》也指出各礦要根據(jù)本礦環(huán)境，測定本礦的臨界壓力值。然而，目前還沒有很好的方法能夠?qū)γ旱V煤層的突出臨界瓦斯壓力值進(jìn)行測定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提供一種方法簡單、直觀可靠的可以測定煤層是否具有突出傾向性的裝置及方法。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明的煤與瓦斯突出傾向性測定裝置，包括設(shè)在支架上的封閉密封倉，封閉密封倉的上部設(shè)有壓力表和進(jìn)氣孔，封閉密封倉的左側(cè)壁上設(shè)有泄氣孔和壓力傳感器，封閉密封倉的右側(cè)壁上開有一卸壓孔，卸壓孔處設(shè)有封堵卸壓孔的固孔閘，固孔閘包括閘臂、設(shè)在閘臂上的緊固螺堵和與閘臂扣合在一起的把手，封閉密封倉的底部開有裝取煤樣孔和與裝取煤樣孔相配合的密封蓋。
[0005]所述的封閉密封倉前后兩側(cè)壁為透視板材制作而成。
[0006]使用上述裝置的煤與瓦斯突出傾向性測定方法，包括以下步驟:
[0007]a.在現(xiàn)場獲取煤層軟分層煤樣，并篩選測試煤樣顆粒；
[0008]b.將10 - 100粒的煤樣顆粒裝入密封倉內(nèi)，封閉密封倉；
[0009]c.通過注氣孔向密封倉內(nèi)注入瓦斯氣體，使煤樣充分吸附瓦斯；
[0010]d.待密封倉上的壓力表示數(shù)穩(wěn)定不變后，瓦斯壓力標(biāo)記為P，快速打開手柄使密封倉突然卸壓，之后取出煤樣，觀察煤樣的破碎情況；
[0011]若煤樣未發(fā)生破裂現(xiàn)象，則認(rèn)為在此壓力下煤樣所在的煤層不具有突出傾向性；
[0012]若煤樣發(fā)生破碎現(xiàn)象，則認(rèn)為在此壓力下煤樣所在的煤層具有突出傾向性。
[0013]所述測試煤樣的粒徑為Imm?50mm。
[0014]所述瓦斯壓力P為煤樣所在煤層實(shí)際測得的最大瓦斯壓力。
[0015]有益效果:由于煤與瓦斯突出發(fā)生之后會產(chǎn)生大量的粉煤，這些粉煤被認(rèn)為是煤層在高壓瓦斯作用下發(fā)生了物理爆炸。如果沒有煤粉的產(chǎn)生，瓦斯釋放速度將會受到抑制，瓦斯很難發(fā)動持續(xù)突出。因此，將煤粉在特定瓦斯壓力下是否會發(fā)生物理爆炸來作為煤與瓦斯突出危險性預(yù)測的指標(biāo)。本發(fā)明可對不同環(huán)境和條件的礦井煤層的煤樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測定煤層在所處地點(diǎn)實(shí)際測得最大瓦斯壓力條件下是否具有突出傾向性，與《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》規(guī)定的0.74MPa這一臨界值相比，可以更加直觀反應(yīng)煤層是否具有突出傾向性，且準(zhǔn)確度較高。步驟簡單，方便有效。因此，為有效解決上述問題，研發(fā)一種煤與瓦斯突出傾向性測定裝置及方法，對不同礦井煤樣進(jìn)行物理爆炸實(shí)驗(yàn)，根據(jù)其破碎情況來測定煤層的突出臨界瓦斯壓力值，并可以測定煤層的突出傾向性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明煤與瓦斯突出傾向性測定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明固孔閘結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1-壓力表；2_注氣孔；3_泄氣孔；4_壓力傳感器；5_卸壓孔；6閘臂；7_緊固螺堵；8-把手；9_密封蓋；10_支架；11_壓力表開關(guān)；12_密封倉。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實(shí)施例作作進(jìn)一步的描述:
[0020]本發(fā)明的煤與瓦斯突出傾向性測定裝置，包括設(shè)在支架10上的封閉密封倉12，封閉密封倉12的頂部設(shè)有壓力表I和進(jìn)氣孔2，封閉密封倉12的左側(cè)壁上設(shè)有泄氣孔3和壓力傳感器4，封閉密封倉12的右側(cè)壁上開有一卸壓孔5，所述的封閉密封倉12前后兩側(cè)壁為透視板材制作而成。卸壓孔5處設(shè)有封堵卸壓孔的固孔閘，固孔閘包括閘臂6、設(shè)在閘臂6上的緊固螺堵7和與閘臂6扣合在一起的把手8，封閉密封倉12的底部開有裝取煤樣孔和與裝取煤樣孔相配合的密封蓋9。
[0021]本發(fā)明的煤與瓦斯突出傾向性測定方法，具體步驟如下:
[0022]a.在現(xiàn)場獲取煤層軟分層煤樣，并篩選一定顆粒的測試煤樣；所述測試煤樣的粒徑為Imm?50mmo
[0023]b.打開密封蓋9，將10 - 100粒的煤樣顆粒裝入密封倉12內(nèi)，蓋好密封蓋9，封閉密封倉12 ；
[0024]c.打開壓力表開關(guān)11，通過注氣孔2向密封倉12內(nèi)注入瓦斯氣體，注氣壓力為煤樣所在煤層最高原始壓力的1.5倍，煤樣在吸附平衡后，通過泄氣孔3對容器內(nèi)壓力進(jìn)行微調(diào)，使得最終吸附平衡壓力等于煤樣所在煤層原始最高壓力。
[0025]d.待密封倉12上的壓力表I示數(shù)穩(wěn)定不變后，關(guān)閉壓力表開關(guān)11，用安全錘快速打開手柄8，閘臂6帶動緊固螺堵7松開解除對卸壓孔5的封堵，容器內(nèi)部的高壓氣體通過卸壓孔5沖出來，使密封倉12突然卸壓，壓力傳感器4將壓力信號傳遞給信號采集器，實(shí)時記錄密封艙內(nèi)瓦斯壓力瞬態(tài)突變的過程；
[0026]e.為防止測試煤樣從卸壓孔5中噴出，可在出口處設(shè)置一安全套，之后打開密封蓋9取出煤樣，觀察煤樣的破碎情況；
[0027]若煤樣未發(fā)生破裂現(xiàn)象，則認(rèn)為在此壓力下煤樣所在的煤層不具有突出傾向性；
[0028]若煤樣發(fā)生破碎現(xiàn)象，則認(rèn)為在此壓力下煤樣所在的煤層具有突出傾向性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤與瓦斯突出傾向性測定裝置，其特征在于:它包括設(shè)在支架(10)上的封閉密封倉(12)，封閉密封倉(12)的上部設(shè)有壓力表(I)和進(jìn)氣孔(2)，封閉密封倉(12)的左側(cè)壁上設(shè)有泄氣孔(3)和壓力傳感器(4)，封閉密封倉(12)的右側(cè)壁上開有一卸壓孔(5)，卸壓孔(5)處設(shè)有封堵卸壓孔的固孔閘，固孔閘包括閘臂(6)、設(shè)在閘臂(6)上的緊固螺堵(7)和與閘臂(6)扣合在一起的把手(8)，封閉密封倉(12)的底部開有裝取煤樣孔和與裝取煤樣孔相配合的密封蓋(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要I所述的煤與瓦斯突出傾向性測定裝置，其特征在于:所述的封閉密封倉(12)前后兩側(cè)壁為透視板材制作而成。
3.一種使用權(quán)利要求1所述裝置的煤與瓦斯突出傾向性測定方法，其特征在于包括以下步驟: a.在現(xiàn)場獲取煤層軟分層煤樣，并篩選測試煤樣顆粒； b.將10- 100粒的煤樣顆粒裝入密封倉(12)內(nèi)，封閉密封倉(12)； c.通過注氣孔(2)向密封倉(12)內(nèi)注入瓦斯氣體，使煤樣充分吸附瓦斯； d.待密封倉(12)上的壓力表(I)示數(shù)穩(wěn)定不變后，瓦斯壓力標(biāo)記為P，快速打開手柄(8)使密封倉(12)突然卸壓，之后取出煤樣，觀察煤樣的破碎情況； 若煤樣未發(fā)生破裂現(xiàn)象，則認(rèn)為在此壓力下煤樣所在的煤層不具有突出傾向性； 若煤樣發(fā)生破碎現(xiàn)象，則認(rèn)為在此壓力下煤樣所在的煤層具有突出傾向性。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤與瓦斯突出傾向性測定方法，其特征在于:所述測試煤樣的粒徑為lmm~50mmo
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤與瓦斯突出傾向性測定方法，其特征在于:所述瓦斯壓力P為煤樣所在煤層實(shí)際測得的最大瓦斯壓力。
【專利摘要】一種煤與瓦斯突出傾向性測定裝置及方法，裝置包括封閉密封倉，封閉密封倉的上部設(shè)有壓力表和進(jìn)氣孔，封閉密封倉的左側(cè)壁上設(shè)有泄氣孔和壓力傳感器，封閉密封倉的右側(cè)壁上開有一卸壓孔，卸壓孔處設(shè)有封堵卸壓孔的固孔閘，封閉密封倉的底部開有裝取煤樣孔和與裝取煤樣孔相配合的密封蓋。將煤樣顆粒裝入密封倉內(nèi)，通過注氣孔向密封倉內(nèi)注入瓦斯氣體，使煤樣充分吸附瓦斯；待密封倉上的壓力表示數(shù)穩(wěn)定不變后，快速打開手柄使密封倉突然卸壓，之后取出煤樣，觀察煤樣的破碎情況，如果煤樣破碎，表明煤樣在當(dāng)前壓力下有突出危險性，該方法可以更加直觀反應(yīng)煤層是否具有突出傾向性，且準(zhǔn)確度較高。
【IPC分類】G01N33-22
【公開號】CN104569338
【申請?zhí)枴緾N201510002507
【發(fā)明人】楊威, 林柏泉, 孫煒浩
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月5日