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专利号: 2011101912434
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种煤与瓦斯突出预测指标临界值的测定装置,包括前壁开有突出口(6)的容器(3)、分别设在容器(3)上的压力加载装置、气体加载装置、突出启动装置和数据采集分析装置,其特征在于:所述的压力加载装置由压柱(1)、与压柱(1)螺纹连接的压板(2)构成,压柱(1)上套装有盖板(21);所述的气体加载装置由瓦斯罐(16)、减压阀(15)、多孔烧结板(19)和进气嘴(4)组成,进气嘴(4)位于容器(3)的后侧壁上,多孔烧结板(19)位于容器(3)后侧的内壁上;所述的突出启动装置包括设在容器(3)前侧壁突出口(6)外的突出口挡板(9)、设在突出口(6)内的堵头(7),突出口挡板(9)的外侧设有压在其外侧的Y形压杆(13),容器(3)前侧壁两侧分别设有与Y形压杆(13)相插合的支座(14),支座(14)的一侧设有固定Y形压杆(13)一端的转轴(11),另一侧设有固定Y形压杆(13)的圆锥销(12),圆锥销(12)末端设有卸荷杆(30);所述的数据采集分析装置包括依次设在容器(3)的左侧壁上的压力传感器(5)、温度传感器(25)、声发射传感器(26)、电磁辐射传感器(27)、电位传感器(28),压力传感器(5)、温度传感器(25)、声发射传感器(26)、电磁辐射传感器(27)、电位传感器(28)分别经数据线与数据采集仪(29)相连;所述容器(3)的右侧设有由高速摄像机(23)和玻璃窗口(20)组成的观测装置,玻璃窗口(20)位于容器(3)的右内侧壁上,高速摄像机(23)位于正对玻璃窗口(20)的前方;所述的盖板(21)与容器(3)的配合面和与压柱(1)的配合面上设有密封圈。

2. 根据权利要求1所述的煤与瓦斯突出预测指标临界值的测定装置,其特征在于:所述的观测装置,通过容器(3)右侧的高速摄像机(23)和玻璃窗口(20)能够拍摄到突出整个过程中煤样的破裂演化过程。

3. 一种如权利要求1所述装置的煤与瓦斯突出预测指标临界值的测定方法,其特征在于包括如下步骤:

(1)选取型煤或散状的待测煤样;

(2)将型煤或散状的煤样从容器(3)的顶部装入后,安装压力加载装置;

(3)将与瓦斯罐(16)相连的减压阀(15)上的进气阀(17)和出气阀(18)打开,让瓦斯气体通过进气嘴(4)进入容器(3)内,检查容器(3)的气密性,看是否有漏气,之后关闭气源,即关闭减压阀(15)上的出气阀(18);

(4)若无漏气,则通过压力试验机给压力加载装置提供动力,向煤样施加压力,其压力的大小与所取煤样的矿山地应力大小一致;

(5)当施加的压力与所取煤样的矿山地应力大小一致时,打开减压阀(15)上的出气阀(18)调节出气阀(18)设定向容器(3)内充入瓦斯气体0.6~0.8MPa,并吸附48小时以上,让煤样充分吸附瓦斯,吸附稳定后关闭出气阀(18);

(6)容器(3)的煤样吸附稳定后,开启设在玻璃窗口(20)前方的高速摄像机(23),并开启数据采集仪(29),做好突出前的准备;

(7)给圆锥销(12)末端的卸荷杆(30)一个瞬间向下的冲力,使圆锥销(12)快速脱落,此时,压杆(13)一端和支座(14)固定一端脱离,压杆(13)另一端绕着转轴(11)旋转,突出口挡板(9)失去压杆(13)的压力后自动脱落,容器(3)内的煤样在应力和瓦斯的作用下涌向突出口(6);

若瓦斯和煤样从突出口(6)突出,则逐步降低瓦斯气体的充入量,重复步骤(1)~(7),至直瓦斯和煤样不突出,记录此时的瓦斯的压力值;

若瓦斯和煤样不突出,则逐步增加瓦斯气体的充入量,重复步骤(3)~(7),至直瓦斯和煤样从突出口(6)突出,记录此时的瓦斯的压力值。