緣設(shè)置固定壓條,固定壓條通過螺栓將下層篩板、鋼絲網(wǎng)、上層篩板固定在面板上。
[0024]所述快速釋放機構(gòu)中間設(shè)置有Φ60.ι的噴出口,包括上、下支架,上支架上鉸接有卡扣,下支架上鉸接有能夠與卡扣卡緊及松開的C型卡扣,C型卡扣中部設(shè)有旋轉(zhuǎn)螺桿,旋轉(zhuǎn)螺桿末端連接能夠密封噴出口的密封盤。
[0025]通過旋轉(zhuǎn)螺桿可調(diào)節(jié)密封盤的活動,密封時,將C型卡扣與卡扣卡住,調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)螺桿壓縮密封盤密封煤與瓦斯噴出口 ;釋放時,將C型卡扣與卡扣分離,在壓力和重力作用下密封盤與煤與瓦斯噴出口迅速分離。
[0026]所述圓筒形煤樣室、液壓加載設(shè)備、面式充氣加載盤和快速釋放機構(gòu)均固定安裝于支撐架上,前部支撐架為金屬支架,后部鉸接在混凝土粧上,中部鉸接在千斤頂上,可通過千斤頂升降調(diào)節(jié)突出口角度。
[0027]所述與瓦斯氣瓶和真空抽采設(shè)備相連接的三通上設(shè)有控制開關(guān)。
[0028]所述面式充氣加載盤為圓盤式結(jié)構(gòu)件,其外徑與圓筒形煤樣室的內(nèi)腔過渡配合,且能保證內(nèi)腔的氣密性。
[0029]所述壓力溫度傳感器通過數(shù)據(jù)線分別連接二次儀表,用于測試煤與瓦斯吸附與突出過程中氣體壓力和煤體溫度變化。活塞桿外部,三通前端安裝位移傳感器,測量面式充氣加載盤的位移。
[0030]一種利用一體式煤與瓦斯吸附解吸與突出試驗裝置的試驗方法,包括兩個階段,第一階段為煤與瓦斯的吸附解吸實驗,第二階段為煤與瓦斯突出試驗;
[0031]煤與瓦斯的吸附解吸試驗步驟如下:
[0032]I)升起中部千斤頂調(diào)節(jié)煤樣室傾角,將煤樣裝在煤樣室內(nèi),將三通一端連接瓦斯氣瓶,另一端連接真空抽采設(shè)備,液壓加載設(shè)備連接液壓站,安置高速攝像機,并連接好整套所述試驗裝置;
[0033]2)用液壓加載設(shè)備對要成型的煤樣施加荷載,根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的成型壓力分次成型;煤樣成型后,封閉煤與瓦斯噴出口,檢查試驗容器氣密性;
[0034]3)用真空泵將煤樣室抽真空,用液壓加載設(shè)備對型煤施加壓力并保持壓力穩(wěn)定;
[0035]4)將純度為99.9%的甲烷按預(yù)定壓力充入煤樣室,待煤樣室內(nèi)壓力達到平衡,部分氣體被吸附,部分氣體仍以游離狀態(tài)處于剩余體積之中,已知充入或放出的甲烷體積,扣除剩余體積的游離體積,即為吸附體積;
[0036]5)重復(fù)這樣的測定,得到各壓力段平衡壓力與吸附體積量,連接起來即為吸附等溫線;完成煤與瓦斯的吸附解吸試驗;
[0037]煤與瓦斯突出試驗如下:
[0038]待軸向地應(yīng)力和瓦斯壓力達到預(yù)定值后突出試驗裝置中的型煤實際上相當(dāng)于一個含“瓦斯”的煤層,突然打開利用快速釋放機構(gòu)進行臨時密封的煤與瓦斯噴出口,此時由于瓦斯壓力和壓力模擬地應(yīng)力的作用,使儲存在煤樣室中的能量從煤與瓦斯噴出口突然釋放而完成煤與瓦斯的突出試驗。
[0039]考察試驗現(xiàn)象(突出,壓出或傾出,不突出),可以根據(jù)試驗條件揭示煤巖力學(xué)性質(zhì)和加載條件對煤與瓦斯突出的影響因素和作用機制。
[0040]所要測定的突出參數(shù)有:煤樣成型壓力、突出時的油缸壓力、瓦斯壓力、推力器前進距離即煤體壓縮量、瓦斯含量、瓦斯流量、突出強度、突出距離、突出煤粒度、突出時間等。這樣本實用新型可以研宄型煤在不同地應(yīng)力、不同瓦斯壓力條件下煤對瓦斯的吸附解吸特性和型煤在不同地應(yīng)力、不同瓦斯壓力條件下煤與瓦斯突出特性。
[0041]本實用新型的有益效果是:
[0042]1、本實用新型可通過液壓油缸施加軸向地應(yīng)力,圍壓通過內(nèi)腔壁的反力提供,實現(xiàn)準三維應(yīng)力加載,通過控制液壓油缸壓力,模擬型煤的不同受力條件。通過位移傳感器測定煤體壓縮量,并結(jié)合軸向應(yīng)力計算液壓加載設(shè)備對媒體所做的機械功。
[0043]2、本實用新型煤樣加載與試驗裝置的加載活塞桿上設(shè)計有氣體孔和孔道,氣孔外部連接三通,通過三通與瓦斯氣瓶和真空抽采設(shè)備相連接,實現(xiàn)抽真空與瓦斯氣體充填,氣孔與面式充氣加載盤相連。實現(xiàn)先將型煤抽真空再充入瓦斯,更加真實的模擬煤與瓦斯的吸附狀態(tài)。
[0044]3、本實用新型的煤樣加載與試驗裝置上設(shè)有用于檢測型煤溫度和氣體壓力的壓力溫度傳感器,可控制瓦斯壓力從而模擬不同的瓦斯壓力,實現(xiàn)型煤在不同應(yīng)力和瓦斯壓力條件下的吸附解吸和突出試驗定量研宄。
[0045]4、裝置突出口通過快速釋放機構(gòu)實施機械控制,高速瞬間打開突出口,使其突然泄壓,更真實的模擬了現(xiàn)場開挖造成煤與瓦斯突出。
[0046]5、裝置噴出口前方安置用于記錄煤與瓦斯突出瞬態(tài)現(xiàn)象的高速攝像機,與煤與瓦斯瞬態(tài)現(xiàn)象高速捕捉,記錄視頻可與壓力傳感器數(shù)據(jù)相互印證。
[0047]6、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作方便且制作成本低,實現(xiàn)定量模擬和研宄煤與瓦斯突出的目的。
【附圖說明】
[0048]圖1是本實用新型一個具體實例結(jié)構(gòu)示意圖;
[0049]圖2是本實用新型一個具體實例結(jié)構(gòu)部分剖視圖;
[0050]圖3是圖1中快速釋放裝置結(jié)構(gòu)示意圖;
[0051]圖4是本采用本實用新型試驗方法示意圖;
[0052]其中1.液壓站接口,2.面式充氣加載盤,3.煤樣室,4.壓力和溫度傳感器,5.快速釋放機構(gòu),5-1.密封盤,5-2.上支架,5-3.卡扣,5-4 C型卡扣,5-5.下支架,6.三通,7.中部千斤頂,8.支撐架,9.型煤,10.高速攝像機,11.真空泵,12.—體式煤與瓦斯吸附解吸與突出試驗裝置,13.高壓瓦斯氣瓶,14.液壓站。
【具體實施方式】
[0053]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0054]如圖1、圖2所示:一體式煤與瓦斯吸附解吸與突出試驗裝置12,包括一圓筒形煤樣室3,煤樣室3外壁上設(shè)有若干能夠檢測型煤溫度和氣體壓力的壓力和溫度傳感器4,煤樣室3的一端固定安裝有能夠沿軸向伸入其中且能施加軸向地應(yīng)力的液壓加載及充氣設(shè)備,另一端設(shè)有工作時與煤樣室3連通的煤與瓦斯噴出口,在煤與瓦斯噴出口處設(shè)置有用于控制噴出口導(dǎo)通的快速釋放機構(gòu)5 ;液壓加載及充氣設(shè)備包括一活塞桿,位于煤樣室內(nèi)的活塞桿上設(shè)置一個與煤樣室內(nèi)腔相配合的活塞,活塞桿末端與試驗時放置于煤樣室中的煤樣接觸的面式充氣加載盤2連接,活塞和面式充氣加載盤2分別位于煤樣室3中通過縱向隔板分開的兩個獨立腔體中,活塞和面式充氣加載盤2與縱向隔板之間的空間分別與煤樣室3外壁上的兩個液壓站接口 I相通;
[0055]活塞桿中心設(shè)有孔道,孔道一端與活塞桿外部的三通6的一個端口相連,三通6的另外兩個端口上分別與瓦斯氣瓶和真空抽采設(shè)備相連接,孔道另一端與面式充氣加載盤2上的導(dǎo)氣槽相通。與瓦斯氣瓶和真空抽采設(shè)備相連接的三通6上設(shè)有控制開關(guān)。
[0056]圓筒形煤樣室3、液壓加載及充氣設(shè)備、面式充氣加載盤2和快速釋放機構(gòu)5均固定安裝于支撐架8上,前部支撐架為金屬支架,后部鉸接在混凝土粧上,中部鉸接在千斤頂7上,可通過千斤頂7升降調(diào)節(jié)突出口角度。
[0057]面式充氣加載盤采用申請?zhí)枮?01210227229.X專利的結(jié)構(gòu)與技術(shù);即:包括充氣面板,充氣面板一端與充氣管道相連,充氣管道上設(shè)有充氣開關(guān),所述充氣面板包括面板,面板上設(shè)有縱橫交...