專利名稱：一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種含瓦斯煤巖的突出試驗(yàn)裝置，尤其涉及煤與瓦斯突出 試驗(yàn)的模具。
背景技術(shù)：
雖然綜合作用假說(shuō)在煤與瓦斯突出機(jī)理研究領(lǐng)域被普遍認(rèn)可，該假說(shuō)認(rèn)為 煤與瓦斯突出是由地應(yīng)力、瓦斯壓力和煤的力學(xué)性質(zhì)綜合作用的結(jié)果，但三因 素各自在突出過(guò)程中的作用機(jī)理尚不明晰。為進(jìn)一步解釋綜合作用假說(shuō)中三因 素的作用機(jī)制，國(guó)內(nèi)外學(xué)者先后研制了一系列煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)裝置。
在國(guó)外，前蘇聯(lián)在20世紀(jì)50年代就進(jìn)行了一維突出模擬實(shí)驗(yàn)并研制了相 應(yīng)的試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)表明只有在很大瓦斯壓力梯度下(每一厘米瓦斯壓力下降幾 個(gè)兆帕)煤才有可能被破碎和拋出。隨后20世紀(jì)60年代初，日本學(xué)者氏平增之 在實(shí)驗(yàn)室也進(jìn)行瓦斯拋射煤粒試驗(yàn)，利用C02的結(jié)晶冰、松香、水泥、煤粒制 作了多孔介質(zhì)模型用于模擬突出，試驗(yàn)在多孔介質(zhì)孔隙瓦斯壓力下引起材料的 破碎和拋出，最后發(fā)展為類(lèi)似前蘇聯(lián)的綜合考慮地層應(yīng)力和瓦斯壓力的突出模 擬試驗(yàn)。
在國(guó)內(nèi)，20世紀(jì)80年代初，煤炭科學(xué)研究院撫順?lè)衷和跤影餐ㄟ^(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集 煤樣，實(shí)驗(yàn)室成型，模擬IV、 V類(lèi)突出危險(xiǎn)煤，開(kāi)展了煤與瓦斯突出一維模擬試 驗(yàn)研究，得出了一維條件下突出強(qiáng)度同垂直應(yīng)力、瓦斯壓力之間的定量關(guān)系。1996年，中科院力學(xué)所孟祥躍等人開(kāi)發(fā)了既能改變地應(yīng)力又能改變瓦斯壓力的 二維煤與瓦斯突出實(shí)驗(yàn)裝置。2000年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)郭立穩(wěn)、俞啟香、蔣承林通 過(guò)開(kāi)發(fā)的煤與瓦斯突出裝置研究了突出過(guò)程中的溫度變化，認(rèn)為在煤與瓦斯突 出過(guò)程中，煤體溫度的升高是由地應(yīng)力破碎煤體使彈性能釋放造成的，而溫度降 低則是由于瓦斯氣體解吸和膨脹造成的，其變化是先升高后降低并連續(xù)變化的。 2002年焦作工學(xué)院牛國(guó)慶、顏愛(ài)華、劉明舉等也設(shè)計(jì)了煤與瓦斯突出裝置，用 來(lái)考察煤與瓦斯突出過(guò)程中的溫度變化，研究結(jié)果認(rèn)為在煤與瓦斯突出過(guò)程中， 瓦斯的膨脹做功過(guò)程并非絕熱過(guò)程,而是一個(gè)接近于等溫過(guò)程的多變過(guò)程。隨后 在2004年，焦作工學(xué)院蔡成功等又按照相似理論設(shè)計(jì)了三維煤與瓦斯突出模擬 實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)?zāi)M了不同煤型強(qiáng)度、三向應(yīng)力、瓦斯壓力條件下的煤與瓦斯 突出過(guò)程。
以上實(shí)驗(yàn)裝置雖在一定程度上加深了煤與瓦斯突出機(jī)理的研究進(jìn)展，但或 多或少的存在以下缺點(diǎn)
1、 所采用的突出煤樣尺寸均較小，進(jìn)氣源也均為"點(diǎn)充氣"，均不能模擬 工作面前方的局部應(yīng)力集中，而應(yīng)力集中往往又是造成突出的重要因素；
2、 突出箱體的突出口固定不變， 一個(gè)突出箱體不能進(jìn)行不同突出口徑的突 出模擬試驗(yàn)；
3、 突出口打開(kāi)方式均為手動(dòng)，打開(kāi)速度較慢，在一定程度上影響了煤與瓦 斯突出的時(shí)間和強(qiáng)度，與真實(shí)井下煤與瓦斯突出存在差別；
2007年，重慶大學(xué)尹光志、許江、鮮學(xué)福等在前人研究成果的基礎(chǔ)上自主 研發(fā)了大型煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)臺(tái)，該裝置中試驗(yàn)時(shí)突出煤樣的尺寸較大， 實(shí)現(xiàn)了瓦斯氣源的面充氣功能，用于探索綜合作用假說(shuō)的作用機(jī)制，可進(jìn)行不同瓦斯壓力、不同地應(yīng)力下的煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)，借助于高速攝像機(jī)實(shí)現(xiàn) 了煤與瓦斯突出過(guò)程全程回放功能，在瓦斯災(zāi)害防治領(lǐng)域取得了一定科研成果。 但是，該模擬試驗(yàn)臺(tái)也存在以下不足
1、 該試驗(yàn)臺(tái)雖有施加階梯形荷載的多組液壓千斤頂裝置，但多組液壓千斤 頂?shù)暮奢d均施加在一塊鋼板(上壓板)上，鋼板不易變形，導(dǎo)致施加在突出煤 樣上的力梯度不夠明顯；
2、 對(duì)試驗(yàn)所用突出煤樣施加的應(yīng)力只有垂直應(yīng)力，無(wú)法模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況 存在的水平地應(yīng)力，試驗(yàn)所得的結(jié)果不準(zhǔn)確；
3、 對(duì)整個(gè)突出箱體利用一個(gè)上蓋板采用大"O"形圈密封，成型時(shí)無(wú)法保 證千斤頂施加的成型壓力完全加載到煤體上，煤體壓縮變形較大時(shí)，部分荷載 被突出箱體四周的鋼板所承擔(dān)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種施加在突出煤樣上的力，梯 度明顯、并且能夠真實(shí)模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的煤與瓦斯突出模具。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具，包括模 盒，其關(guān)鍵在于所述模盒由前端板，后端板，左、右端板和底板合圍而成， 為上端敞口的長(zhǎng)方體盒狀結(jié)構(gòu)，且上端口由上封板密封；在所述底板的中央開(kāi) 設(shè)有充氣孔，該充氣孔中安裝進(jìn)氣嘴；所述前端板的中部開(kāi)設(shè)定位孔，該定位 孔中安裝突出口，突出口的中心孔為前小后大的錐孔，并由前端板前端面固定 的封蓋封口；在所述模盒內(nèi)設(shè)置有一塊后壓板和三塊上壓板，其中后壓板與后 端板平行，并固定在后壓頭的前端，該后壓頭垂直于后端板，后壓頭的后端穿 過(guò)后端板，并與墊板固定連接；所述三塊上壓板從前往后依次排列，三塊上壓板均與上封板平行，并各自固定于一個(gè)上壓頭的下端，所述三個(gè)上壓頭均垂直 于上封板，三個(gè)上壓頭的軸心連線在一條直線上，且上壓頭的上端穿過(guò)上封板， 向上伸出模盒外。
本實(shí)用新型中，先將試驗(yàn)所用突出煤樣裝入模盒內(nèi)，壓緊成型后裝上上封板 密封，再整體運(yùn)送至試驗(yàn)臺(tái)上。其中模盒的前端由快速釋放機(jī)構(gòu)頂緊，模盒的 后端由對(duì)應(yīng)的定位千斤頂頂緊，與后壓頭連接的墊板對(duì)應(yīng)水平施力板，該水平 施力板由兩組測(cè)量千斤頂控制可前后水平移動(dòng)，水平施力板通過(guò)后壓頭推動(dòng)后 壓板將力傳遞給突出煤體，能模擬現(xiàn)場(chǎng)水平地應(yīng)力；模盒的上端由對(duì)應(yīng)的定位 千斤頂頂緊，三個(gè)上壓頭對(duì)應(yīng)三塊垂直施力板，各垂直施力板由一組測(cè)量千斤 頂控制可上下垂直移動(dòng)，三組測(cè)量千斤頂施加的荷載分別通過(guò)相對(duì)應(yīng)的三個(gè)上 壓頭和三塊上壓板施加于突出煤體上，三塊上壓板相互獨(dú)立，在千斤頂力量范 圍之內(nèi)則可對(duì)突出煤體施加任意階梯型荷載，能模擬造成突出的工作面前方應(yīng) 力集中現(xiàn)象。本實(shí)用新型中進(jìn)氣嘴通過(guò)氣管與氣源連接，通過(guò)氣管及進(jìn)氣嘴向 煤樣內(nèi)充入高純甲垸氣體，使煤樣瓦斯充分吸附平衡，突然通過(guò)快速釋放機(jī)構(gòu) 打開(kāi)突出口，此時(shí)由于瓦斯壓力和圍壓模擬地應(yīng)力的作用，使存儲(chǔ)于模盒內(nèi)的 能量從突出口突然釋放而完成煤與瓦斯的突出，同時(shí)可利用高速攝像機(jī)進(jìn)行突 出全過(guò)程拍攝，并測(cè)量所需的相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)。
在上述底板的上表面開(kāi)設(shè)有矩形沉槽，該沉槽上嵌設(shè)過(guò)濾網(wǎng)，且沉槽的底 面開(kāi)設(shè)有網(wǎng)狀分布的刻槽，所述充氣孔的內(nèi)端口位于刻槽的底面。過(guò)濾網(wǎng)選用 泡沫金屬， 一方面利用其透氣性使得充氣孔不與煤樣直接接觸，實(shí)現(xiàn)了 "面充 氣"而不是以往的"點(diǎn)充氣"，更加逼真地模擬了煤層瓦斯源；另一方面，過(guò)濾 網(wǎng)可以防止煤粉進(jìn)入氣管中。為了保障上壓頭的安裝、使用強(qiáng)度，提高上壓頭在垂直方向向下移動(dòng)的可 靠性，在上述上封板的頂面上通過(guò)螺栓固定有三個(gè)上壓頭座，各上壓頭座的頂 部通過(guò)螺栓安裝壓蓋，所述三個(gè)上壓頭分別從對(duì)應(yīng)的上壓頭座及壓蓋中穿過(guò)。
在上述上壓頭與上壓頭座之間設(shè)置有Yx型密封圈，在所述上壓頭座的底面 開(kāi)設(shè)環(huán)槽，該環(huán)槽環(huán)繞在上壓頭的外圍，且環(huán)槽中嵌設(shè)O型密封圈。上壓頭與 上壓頭座之間通過(guò)Yx型密封圈進(jìn)行密封，上壓頭座與上封板之間通過(guò)O型密 封圈密封，Yx型密封圈與O型密封圈結(jié)合，能夠保證上壓頭運(yùn)動(dòng)時(shí)不漏氣。
為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、便于安裝，并進(jìn)一步提高壓蓋與上壓頭座之間連接的牢固 性，上述壓蓋為上大下小的臺(tái)階形空心結(jié)構(gòu)，所形成的臺(tái)階面與上壓頭座的頂 面貼合，且壓蓋的小直徑段向下嵌入上壓頭座的中心孔中。
為了保障后壓頭的安裝、使用強(qiáng)度，提高后壓頭在水平方向向前移動(dòng)的可 靠性，在上述后端板的后端面通過(guò)螺栓固定后壓頭座，該后壓頭座的后端通過(guò) 螺釘安裝壓蓋，所述后壓頭從后壓頭座及壓蓋中穿過(guò)。
在上述后壓頭與后壓頭座之間設(shè)置有Yx型密封圈，在所述后壓頭座的前端 面開(kāi)設(shè)環(huán)槽，該環(huán)槽環(huán)繞在后壓頭的外圍，且環(huán)槽中嵌設(shè)O型密封圈。后壓頭 與后壓頭座之間通過(guò)Yx型密封圈密封，后壓頭座與后端板之間通過(guò)O型密封 圈密封，Yx型密封圈與O型密封圈結(jié)合，能夠保證后壓頭運(yùn)動(dòng)時(shí)不漏氣。
為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、便于安裝，并進(jìn)一步提高壓蓋與后壓頭座之間連接的牢固 性，上述壓蓋為前小后大的臺(tái)階形空心結(jié)構(gòu)，所形成的臺(tái)階面與后壓頭座的后 端面貼合，且壓蓋的小直徑段向前嵌入后壓頭座的中心孔中。
為了方便對(duì)模盒的后端定位，在上述后壓頭座的外圍設(shè)有后座，該后座通 過(guò)螺栓與后端板的后端面固定。在上述左端板上安裝空心螺桿，該螺桿的內(nèi)端伸入模盒內(nèi)，所述溫度傳感 器的導(dǎo)線由螺桿的中心孔引出模盒外。溫度傳感器的導(dǎo)線引出與計(jì)算機(jī)軟件相 接，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)突出試驗(yàn)過(guò)程中的煤體溫度變化，以期通過(guò)溫度變化來(lái)預(yù)測(cè)現(xiàn) 場(chǎng)的煤與瓦斯突出災(zāi)害。
本實(shí)用新型的有益效果是-
1、 試驗(yàn)所用的煤樣成型并進(jìn)行密封和裝入溫度傳感器后，可直接進(jìn)行突出 試驗(yàn)，這樣可避免在試驗(yàn)臺(tái)上利用多組千斤頂成型時(shí)裝煤困難的繁瑣工序，還 解決了在成型時(shí)將溫度傳感器埋于煤樣中不易準(zhǔn)確定位的難題。
2、 三個(gè)上壓頭對(duì)應(yīng)三組測(cè)量千斤頂，三塊上壓板相互獨(dú)立，在千斤頂力量 范圍之內(nèi)可對(duì)突出煤體施加任意階梯型荷載，施加在突出煤樣上的力梯度明顯， 能模擬造成突出的工作面前方應(yīng)力集中現(xiàn)象。
3、 后壓頭由兩組測(cè)量千斤頂控制可前后水平移動(dòng)，將水平壓力傳遞給突出 煤體，能模擬現(xiàn)場(chǎng)水平地應(yīng)力；水平方向的壓力和垂直方向的壓力結(jié)合，能夠 真實(shí)模擬現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，試驗(yàn)所得的結(jié)果更準(zhǔn)確。
4、 密封良好，能夠保證水平及垂直方向施加壓力時(shí)不漏氣，進(jìn)一步提高了 試驗(yàn)的真實(shí)性。
5、 采用空心螺桿安裝溫度傳感器，溫度傳感器的導(dǎo)線引出模盒外與計(jì)算機(jī) 軟件相接，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)突出試驗(yàn)過(guò)程中的煤體溫度變化，以期通過(guò)溫度變化來(lái) 預(yù)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的煤與瓦斯突出災(zāi)害。
6、 可以設(shè)置不同規(guī)格及錐孔大小的突出口，這樣在不更改突出模具的情況 下，可實(shí)現(xiàn)不同大小突出口的煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的左視圖。 圖3為本實(shí)用新型中模盒的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為圖3的俯視圖。 圖5為本實(shí)用新型中上壓頭的密封示意圖。 圖6為溫度傳感器的安裝示意圖。 圖7為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)參考圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明
如圖l、圖2、圖3和圖4所示， 一種一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具， 具有模盒，該模盒為上端敞口的長(zhǎng)方體盒狀結(jié)構(gòu)，由前端板l，后端板2，左、 右端板3和底板4合圍而成，各板均為鋼制結(jié)構(gòu)，兩相鄰板之間通過(guò)焊接固定。 在底板4的上表面開(kāi)設(shè)有矩形沉槽，該沉槽中嵌設(shè)與之形狀大小相適應(yīng)的過(guò)濾 網(wǎng)14，過(guò)濾網(wǎng)14選用金屬泡沫。在所述沉槽的底面開(kāi)設(shè)有網(wǎng)狀分布的刻槽15， 位于中部的兩條刻槽15相交處的底面開(kāi)設(shè)有充氣孔，該充氣孔中安裝進(jìn)氣嘴6， 進(jìn)氣嘴6可通過(guò)氣管與氣源連接，以便將高純甲烷氣體充入模盒中。
如圖l、圖3、圖4、圖5和圖6所示，在前端板l的中部開(kāi)設(shè)定位孔，該 定位孔為前小后大的錐孔，且錐孔中安裝與之相適應(yīng)的突出口 7，突出口 7的中 心孔也為前小后大的錐孔。在前端板1的前端面通過(guò)多顆螺栓固定圓盤(pán)形封蓋8， 封蓋8將前端板1上的定位孔蓋住，并對(duì)突出口 7封口。本實(shí)用新型可以配備 多個(gè)不同規(guī)格及錐孔大小的突出口 7,以便在不更改突出模具的情況下，實(shí)現(xiàn)不 同大小突出口的煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)。在所述左端板3上開(kāi)有螺孔， 一顆空心螺桿23旋入該螺孔中，兩者螺紋配合，并且螺桿23的內(nèi)端伸入模盒內(nèi)，伸 入部分與溫度傳感器24連接，所述溫度傳感器24的導(dǎo)線25由螺桿23的中心 孔引出模盒外，該導(dǎo)線25可與計(jì)算機(jī)軟件相接，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)突出試驗(yàn)過(guò)程中的 煤體溫度變化。
如圖l、圖2、圖4和圖5所示，在前端板l，后端板2和左、右端板3這 四塊板的頂面上開(kāi)設(shè)有若干個(gè)螺孔(見(jiàn)圖4)， 一塊與模盒形狀大小相適應(yīng)的上 封板5蓋在模盒的頂端，并通過(guò)螺栓與前端板l，后端板2及左、右端板3固定 連接，且上封板5與前、后端板l、 2及左、右端板3之間涂抹有硅膠，同時(shí)設(shè) 置有密封膠墊，以防止從上封板5的邊緣漏氣。在所述上封板5上從前往后依 次開(kāi)設(shè)三個(gè)通孔，各通孔的中心在一條直線上。上封板5的頂面上通過(guò)螺栓固 定有三個(gè)上壓頭座16，三個(gè)上壓頭座16與三個(gè)通孔相對(duì)應(yīng)，各上壓頭座16的 中心過(guò)孔正對(duì)一個(gè)通孔，并且各上壓頭座16的頂部通過(guò)螺栓安裝壓蓋17，壓蓋 17為上大下小的臺(tái)階形空心結(jié)構(gòu)，所形成的臺(tái)階面與上壓頭座16的頂面貼合， 壓蓋17的小直徑段向下嵌入上壓頭座16的中心孔中。位于模盒內(nèi)的三塊水平 布置的上壓板10從前往后依次排列，三塊上壓板10均與上封板5平行，并各 自固定于一個(gè)上壓頭13的下端，三個(gè)上壓頭13對(duì)應(yīng)上封板5的三個(gè)通孔，各 上壓頭13均垂直于上封板5，且上壓頭13的上端依次穿過(guò)上封板5、上壓頭座 16和壓蓋17，向上伸出模盒外。
如圖1所示，在后端板2的中部開(kāi)設(shè)有一個(gè)過(guò)孔，后端板2的后端面通過(guò) 螺栓固定后壓頭座20，該后壓頭座20的中心孔正對(duì)后端板2的過(guò)孔，且后壓頭 座20的后端通過(guò)螺釘安裝壓蓋21，該壓蓋21為前小后大的臺(tái)階形空心結(jié)構(gòu)， 所形成的臺(tái)階面與后壓頭座20的后端面貼合，且壓蓋21的小直徑段向前嵌入后壓頭座20的中心孔中。位于模盒內(nèi)呈豎直布置的一塊后壓板9與后端板2平 行，后壓板9固定在后壓頭11的前端，后壓頭11垂直于后端板2，后壓頭11 的后端依次穿過(guò)后端板2、后壓頭座20和壓蓋21，向后伸出模盒外，伸出部分 與墊板12固定連接。在所述后壓頭座20的外圍設(shè)有后座22，該后座22通過(guò)螺 栓與后端板2的后端面固定。
從圖1和圖5中可知，在上壓頭13與上壓頭座16之間設(shè)置有Yx型密封圈 18，在上壓頭座16的底面開(kāi)設(shè)環(huán)槽，該環(huán)槽環(huán)繞在上壓頭13的外圍，且環(huán)槽 中嵌設(shè)O型密封圈19。在所述后壓頭11與后壓頭座20之間也設(shè)置有Yx型密 封圈，在后壓頭座20的前端面也開(kāi)設(shè)環(huán)槽，該環(huán)槽環(huán)繞在后壓頭11的外圍， 且環(huán)槽中嵌設(shè)0型密封圈。Yx型密封圈和O型密封圈結(jié)合，可防止從上壓頭 13及后壓頭11處漏氣。
如圖7所示，本實(shí)用新型是這樣工作的-
先將試驗(yàn)所用突出煤樣裝入模盒內(nèi)，壓緊成型后裝上上封板密封，再整體運(yùn) 送至實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。其中模盒的前端由快速釋放機(jī)構(gòu)26頂緊，模盒后端的后座22 由對(duì)應(yīng)的定位千斤頂頂緊，與后壓頭11連接的墊板12對(duì)應(yīng)水平施力板27，該 水平施力板27由一組測(cè)量千斤頂控制可前后水平移動(dòng)，水平施力板27通過(guò)后 壓頭11推動(dòng)后壓板9將力傳遞給突出煤體，能模擬現(xiàn)場(chǎng)水平地應(yīng)力；模盒的上 端由對(duì)應(yīng)的定位千斤頂頂緊，三個(gè)上壓頭13對(duì)應(yīng)三塊垂直施力板28，各垂直施 力板28由一組測(cè)量千斤頂控制可上下垂直移動(dòng)，三組測(cè)量千斤頂施加的荷載分 別通過(guò)相對(duì)應(yīng)的三個(gè)上壓頭13和三塊上壓板10施加于突出煤體上，三塊上壓 板10相互獨(dú)立，在千斤頂力量范圍之內(nèi)則可對(duì)突出煤體施加任意階梯型荷載， 能模擬造成突出的工作面前方應(yīng)力集中現(xiàn)象。本實(shí)用新型中通過(guò)進(jìn)氣嘴6向煤樣內(nèi)充入高純甲烷氣體，使煤樣瓦斯充分吸附平衡，在泡沫金屬的作用下實(shí)現(xiàn)
了 "面充氣"，更加逼真地模擬了煤層瓦斯源。突然通過(guò)快速釋放機(jī)構(gòu)26打開(kāi) 突出口7，此時(shí)由于瓦斯壓力和圍壓模擬地應(yīng)力的作用，使存儲(chǔ)于模盒內(nèi)的能量 從突出口 7突然釋放而完成煤與瓦斯的突出，可利用高速攝像機(jī)進(jìn)行突出全過(guò) 程拍攝，并測(cè)量相關(guān)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。
權(quán)利要求1、一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具，包括模盒，其特征在于所述模盒由前端板(1)，后端板(2)，左、右端板(3)和底板(4)合圍而成，為上端敞口的長(zhǎng)方體盒狀結(jié)構(gòu)，且上端口由上封板(5)密封；在所述底板(4)的中央開(kāi)設(shè)有充氣孔，該充氣孔中安裝進(jìn)氣嘴(6)；所述前端板(1)的中部開(kāi)設(shè)定位孔，該定位孔中安裝突出口(7)，突出口(7)的中心孔為前小后大的錐孔，并由前端板(1)前端面固定的封蓋(8)封口；在所述模盒內(nèi)設(shè)置有一塊后壓板(9)和三塊上壓板(10)，其中后壓板(9)與后端板(2)平行，并固定在后壓頭(11)的前端，該后壓頭(11)垂直于后端板(2)，后壓頭(11)的后端穿過(guò)后端板(2)，并與墊板(12)固定連接；所述三塊上壓板(10)從前往后依次排列，三塊上壓板(10)均與上封板(5)平行，并各自固定于一個(gè)上壓頭(13)的下端，所述三個(gè)上壓頭(13)均垂直于上封板(5)，三個(gè)上壓頭(13)的軸心連線在一條直線上，且上壓頭(13)的上端穿過(guò)上封板(5)，向上伸出模盒外。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具，其特征在于 在所述底板(4)的上表面開(kāi)設(shè)有矩形沉槽，該沉槽中嵌設(shè)過(guò)濾網(wǎng)(14)，且沉 槽的底面開(kāi)設(shè)有網(wǎng)狀分布的刻槽(15)，所述充氣孔的內(nèi)端口位于刻槽(15)的 底面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具，其特征在于在所述上封板(5)的頂面上通過(guò)螺栓固定有三個(gè)上壓頭座(16)，各上壓頭座 (16)的頂部通過(guò)螺栓安裝壓蓋(17)，所述三個(gè)上壓頭(13)分別從對(duì)應(yīng)的上壓頭座(16)及壓蓋(17)中穿過(guò)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具，其特征在于-在所述上壓頭(13)與上壓頭座(16)之間設(shè)置有Yx型密封圈(18)，在所述 上壓頭座(16)的底面開(kāi)設(shè)環(huán)槽，該環(huán)槽環(huán)繞在上壓頭(13)的外圍，且環(huán)槽 中嵌設(shè)O型密封圈(19)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具，其特征 在于所述壓蓋(17)為上大下小的臺(tái)階形空心結(jié)構(gòu)，所形成的臺(tái)階面與上壓 頭座(16)的頂面貼合，且壓蓋(17)的小直徑段向下嵌入上壓頭座(16)的 中心孔中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具，其特征在于在所述后端板(2)的后端面通過(guò)螺栓固定后壓頭座(20)，該后壓頭座(20) 的后端通過(guò)螺釘安裝壓蓋(21)，所述后壓頭(11)從后壓頭座(20)及壓蓋(21) 中穿過(guò)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具，其特征在于 在所述后壓頭(11)與后壓頭座(20)之間設(shè)置有Yx型密封圈，在所述后壓頭 座(20)的前端面開(kāi)設(shè)環(huán)槽，該環(huán)槽環(huán)繞在后壓頭(11)的外圍，且環(huán)槽中嵌 設(shè)O型密封圈。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具，其特征 在于所述壓蓋(21)為前小后大的臺(tái)階形空心結(jié)構(gòu)，所形成的臺(tái)階面與后壓 頭座(20)的后端面貼合，且壓蓋(21)的小直徑段向前嵌入后壓頭座(20) 的中心孔中。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具，其特征在于在所述后壓頭座(20)的外圍設(shè)有后座(22)，該后座(22)通過(guò)螺栓與 后端板(2)的后端面固定。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具，其特征在 于在所述左端板(3)上安裝空心螺桿(23),該螺桿(23)的內(nèi)端伸入模盒 內(nèi)，伸入部分與溫度傳感器(24)連接，所述溫度傳感器(24)的導(dǎo)線(25) 由螺桿(23)的中心孔引出模盒外。
專利摘要一種煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn)用模具，在底板的中央開(kāi)設(shè)有充氣孔，該充氣孔中安裝進(jìn)氣嘴；前端板的中部開(kāi)設(shè)定位孔，該定位孔中安裝突出口。模盒內(nèi)設(shè)置有一塊后壓板和三塊上壓板，其中后壓板固定在后壓頭的前端，后壓頭的后端穿過(guò)后端板，并與墊板固定連接；所述三塊上壓板從前往后依次排列，各自固定于一個(gè)上壓頭的下端，所述三個(gè)上壓頭的軸心連線在一條直線上，且上壓頭的上端穿過(guò)上封板，向上伸出模盒外。本實(shí)用新型采用水平方向壓力與垂直方向壓力結(jié)合的方式，可對(duì)突出煤體施加任意階梯型荷載，施加在突出煤樣上的力梯度明顯，能模擬造成突出的工作面前方應(yīng)力集中現(xiàn)象及模擬現(xiàn)場(chǎng)水平地應(yīng)力，試驗(yàn)所得的結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。
文檔編號(hào)G01N33/00GK201285392SQ20082010054
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者尹光志, 李樹(shù)春, 王登科, 王維忠, 江 許, 趙洪寶, 陶云奇, 魏作安, 鮮學(xué)福 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)