高壓瓦斯破煤實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓瓦斯破煤實(shí)驗(yàn)裝置，樣品試驗(yàn)缸1的上方設(shè)置有活塞柱2，所述樣品試驗(yàn)缸1的缸壁上對稱開設(shè)有兩個爆破孔，兩個該爆破孔內(nèi)均安裝有爆破片3，且爆破片3將爆破孔密封，所述樣品試驗(yàn)缸1的缸壁上還開設(shè)有溫度檢測孔和壓力檢測孔，該有溫度檢測孔內(nèi)裝設(shè)有溫度傳感器4，該壓力檢測孔內(nèi)裝設(shè)有壓力傳感器5；所述樣品試驗(yàn)缸1缸壁上還設(shè)置有瓦斯管道12，該瓦斯管道12的一端通入到內(nèi)腔1a，另一端與樣品試驗(yàn)缸1外部的高壓瓦斯氣罐6相連。本發(fā)明采用可被高壓瓦斯破壞的爆破片作為瞬間泄壓的工具，可以對試樣破壞狀態(tài)以及溫度和壓力進(jìn)行觀察，同時(shí)還具有制造成本低、防泄露性強(qiáng)和安全性高等特點(diǎn)。
【專利說明】高壓瓦斯破煤實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采礦領(lǐng)域，特別是涉及一種觀察高壓瓦斯?fàn)顟B(tài)下煤巖破碎狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)
裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]煤與瓦斯突出是煤礦生產(chǎn)中遇到的一種極為復(fù)雜的礦井瓦斯動力現(xiàn)象。近些年來，各地煤礦瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出事故頻發(fā)，煤礦瓦斯災(zāi)害已嚴(yán)重影響到煤炭工業(yè)健康的發(fā)展。目前，專家、學(xué)者普遍認(rèn)為煤與瓦斯突出是地應(yīng)力、瓦斯壓力及煤巖物理力學(xué)性質(zhì)三者綜合作用的結(jié)果。因此，開展地應(yīng)力、瓦斯耦合作用下的煤巖力學(xué)特性研究，特別是從細(xì)觀的角度，對含瓦斯煤巖在瓦斯瞬間降低的過程中裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展動態(tài)過程以及最后破壞狀態(tài)進(jìn)行研究，有利于更深入地了解含瓦斯煤巖的物理力學(xué)性質(zhì)，對更科學(xué)地揭示煤巖動力現(xiàn)象發(fā)生機(jī)理及更合理的開發(fā)相應(yīng)災(zāi)害防治技術(shù)具有重要的理論價(jià)值和工程指導(dǎo)意義。
[0003]目前，針對含煤巖瓦斯的實(shí)驗(yàn)裝置較為少見，并且普遍都是采用高壓瓦斯?fàn)顟B(tài)下施加地應(yīng)力的同時(shí)觀察煤巖的裝置，沒有裝置用來觀察高壓瓦斯瞬間泄壓，導(dǎo)致煤巖瓦斯壓力瞬間由高壓狀態(tài)變?yōu)榇髿鈮海诖穗A段煤巖破碎狀態(tài)以及溫度和壓力狀態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)
裝直。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種能夠觀察煤巖瓦斯壓力瞬間由高壓狀態(tài)變?yōu)榇髿鈮?，在此階段煤巖破碎狀態(tài)以及溫度和壓力狀態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)裝置。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種高壓瓦斯破煤實(shí)驗(yàn)裝置，包括樣品試驗(yàn)缸(I)，所述樣品試驗(yàn)缸(I)具有內(nèi)腔(Ia)，該樣品試驗(yàn)缸(I)的上方設(shè)置有活塞柱(2)，且該活塞柱
(2)的下端豎直向下穿過樣品試驗(yàn)缸⑴的頂壁伸入到內(nèi)腔(Ia)內(nèi)；所述樣品試驗(yàn)缸(I)的缸壁上沿樣品試驗(yàn)缸(I)中心軸軸對稱開設(shè)有兩個爆破孔，兩個爆破孔內(nèi)均安裝有爆破片(3)，且爆破片(3)將爆破孔密封，所述樣品試驗(yàn)缸(I)的缸壁上還開設(shè)有溫度檢測孔和壓力檢測孔，該有溫度檢測孔內(nèi)裝設(shè)有溫度傳感器(4)，該壓力檢測孔內(nèi)裝設(shè)有壓力傳感器
(5);所述樣品試驗(yàn)缸(I)缸壁上還設(shè)置有瓦斯管道(12)，該瓦斯管道(12)的一端通入到內(nèi)腔(Ia)，另一端與樣品試驗(yàn)缸(I)外部的高壓瓦斯氣罐(6)相連。
[0006]采用上述結(jié)構(gòu)的高壓瓦斯破煤實(shí)驗(yàn)裝置，使用時(shí)，首先把原煤試樣放在樣品試驗(yàn)缸內(nèi)，向下按壓活塞柱，給原煤試樣施加小于原煤單軸抗壓強(qiáng)度的一定軸向壓力，再通過瓦斯管道向樣品試驗(yàn)缸內(nèi)充瓦斯。當(dāng)瓦斯壓力到達(dá)某一指定值(小于爆破片的爆破壓力)時(shí)，維持這個瓦斯壓力值，讓原煤試樣在這高壓的瓦斯環(huán)境中吸附24小時(shí)或者更長時(shí)間的瓦斯，然后在瞬間往樣品試驗(yàn)缸內(nèi)注入一定量瓦斯提高內(nèi)腔內(nèi)的瓦斯壓力，使瓦斯壓力達(dá)到爆破片的爆破壓力從而爆開,樣品試驗(yàn)缸內(nèi)的高壓瓦斯氣體通過爆破口快速釋放出去是內(nèi)腔壓力降壓到大氣壓，此時(shí)觀察釋放后原煤試樣的破碎情況。在此過程中，通過壓力傳感器和溫度傳感器觀測樣品缸內(nèi)壓力變化和溫度變化情況
[0007]為了使原煤試樣的防止更加穩(wěn)固，不會因?yàn)閮?nèi)腔瓦斯壓力的增大而晃動，所述內(nèi)腔(Ia)的下部安裝有樣品底座(7)，該樣品底座(7)的中心線與活塞柱(2)的中心線在同一條直線上。在使用時(shí)，將原煤試樣放置在樣品底座上，通過活塞柱和樣品底座的上下壓力將原煤試樣固定。
[0008]所述活塞柱⑵與樣品試驗(yàn)缸⑴的接觸面上安裝有密封圈(14)，該密封圈(14)套裝在活塞柱(2)上。可以防止內(nèi)腔壓力從活塞柱與樣品試驗(yàn)缸接觸的部位泄露。
[0009]為了更好的固定爆破片，防止在增壓和保壓過程中瓦斯泄露，所述爆破片(3)為不銹鋼材質(zhì)的圓片狀，該爆破片(3)的圓周外連接有環(huán)狀的固定片(8)，且該固定片(8)上均勻設(shè)置有至少兩個螺孔(8a)。
[0010]所述溫度傳感器(4)和壓力傳感器(5)與樣品試驗(yàn)缸(I)外部的數(shù)據(jù)采集及分析儀(9)的輸入端相連，該數(shù)據(jù)采集及分析儀(9)的輸出端與顯示屏(10)和打印機(jī)(11)相連，更夠更好的檢測試驗(yàn)過程中的溫度和壓力數(shù)據(jù)。
[0011]所述樣品試驗(yàn)缸(I)為方形缸體，該樣品試驗(yàn)缸(I)的內(nèi)腔(Ia)為圓柱形或方形。當(dāng)內(nèi)腔為圓柱形時(shí)，原煤試樣放置在內(nèi)腔正中，使得原煤試驗(yàn)四周的空間大小相同，因此原煤試驗(yàn)各處承受的瓦斯壓力較為均衡。當(dāng)內(nèi)腔為方形時(shí)，可以降低樣品試驗(yàn)缸的制造成本，同時(shí)使爆破片的安裝更加方便。
[0012]所述瓦斯管道(12)上設(shè)置有開關(guān)閥(13)。
[0013]有益效果:本發(fā)明采用可被高壓瓦斯破壞的爆破片作為瞬間泄壓的工具，可以對試樣破壞狀態(tài)以及溫度和壓力進(jìn)行觀察，同時(shí)還具有制造成本低、防泄露性強(qiáng)和安全性高等特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1中樣品試驗(yàn)缸的A-A視圖。
[0016]圖3為圖2中爆破片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0018]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括樣品試驗(yàn)缸1、活塞柱2、爆破片3、溫度傳感器
4、壓力傳感器5、高壓瓦斯氣罐6、樣品底座7、固定片8、數(shù)據(jù)采集及分析儀9、顯示屏10、打印機(jī)11、瓦斯管道12、開關(guān)閥13和密封圈14等部件，所述樣品試驗(yàn)缸I具有內(nèi)腔la，該樣品試驗(yàn)缸I的內(nèi)腔Ia為圓柱形或方形，本實(shí)施例優(yōu)選為圓柱形內(nèi)腔，在樣品試驗(yàn)缸I的上方設(shè)置有活塞柱2，該活塞柱2的下端豎直向下穿過樣品試驗(yàn)缸I的頂壁伸入到內(nèi)腔Ia內(nèi)。所述活塞柱2與樣品試驗(yàn)缸I的接觸面上安裝有密封圈14，該密封圈14套裝在活塞柱2上。所述內(nèi)腔Ia的下部安裝有樣品底座7，該樣品底座7的中心線與活塞柱2的中心線在同一條直線上。
[0019]由圖2、圖3可知，所述樣品試驗(yàn)缸I的缸壁上沿樣品試驗(yàn)缸I中心軸軸對稱開設(shè)有兩個爆破孔，兩個該爆破孔內(nèi)均安裝有爆破片3，所述爆破片3為不銹鋼材質(zhì)的圓片狀，該爆破片3的圓周外連接有環(huán)狀的固定片8，且該固定片8上均勻設(shè)置有至少兩個螺孔8a，爆破片3通過螺孔8a固定在樣品試驗(yàn)缸I上，且爆破片3將爆破孔密封。
[0020]由圖1進(jìn)一步可知，所述樣品試驗(yàn)缸I的缸壁上還開設(shè)有溫度檢測孔和壓力檢測孔，該有溫度檢測孔內(nèi)裝設(shè)有溫度傳感器4，該壓力檢測孔內(nèi)裝設(shè)有壓力傳感器5，所述溫度傳感器4和壓力傳感器5與樣品試驗(yàn)缸I外部的數(shù)據(jù)采集及分析儀9的輸入端相連，該數(shù)據(jù)采集及分析儀9的輸出端與顯示屏10和打印機(jī)11相連。所述樣品試驗(yàn)缸I缸壁上還設(shè)置有瓦斯管道12，該瓦斯管道12的一端通入到內(nèi)腔la，另一端與樣品試驗(yàn)缸I外部的高壓瓦斯氣罐6相連，且該瓦斯管道12上設(shè)置有開關(guān)閥13。
[0021]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不以本發(fā)明為限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓瓦斯破煤實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括樣品試驗(yàn)缸(1)，所述樣品試驗(yàn)缸(I)具有內(nèi)腔(Ia)，該樣品試驗(yàn)缸(I)的上方設(shè)置有活塞柱(2)，且該活塞柱(2)的下端豎直向下穿過樣品試驗(yàn)缸⑴的頂壁伸入到內(nèi)腔(Ia)內(nèi)；所述樣品試驗(yàn)缸⑴的缸壁上沿樣品試驗(yàn)缸(I)中心軸軸對稱開設(shè)有兩個爆破孔，兩個爆破孔內(nèi)均安裝有爆破片(3)，且爆破片(3)將爆破孔密封，所述樣品試驗(yàn)缸(I)的缸壁上還開設(shè)有溫度檢測孔和壓力檢測孔，該有溫度檢測孔內(nèi)裝設(shè)有溫度傳感器(4)，該壓力檢測孔內(nèi)裝設(shè)有壓力傳感器(5);所述樣品試驗(yàn)缸(I)缸壁上還設(shè)置有瓦斯管道(12)，該瓦斯管道(12)的一端通入到內(nèi)腔(Ia)，另一端與樣品試驗(yàn)缸(I)外部的高壓瓦斯氣罐(6)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓瓦斯破煤實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述內(nèi)腔(Ia)的下部安裝有樣品底座(7)，該樣品底座(7)的中心線與活塞柱(2)的中心線在同一條直線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓瓦斯破煤實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述活塞柱(2a)與樣品試驗(yàn)缸(I)的接觸面上安裝有密封圈(14)，該密封圈(14)套裝在活塞柱(2a)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓瓦斯破煤實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述爆破片(3)為不銹鋼材質(zhì)的圓片狀，該爆破片(3)的圓周外連接有環(huán)狀的固定片(8)，且該固定片(8)上均勻設(shè)置有至少兩個螺孔(8a)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓瓦斯破煤實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述溫度傳感器(4)和壓力傳感器(5)與樣品試驗(yàn)缸(I)外部的數(shù)據(jù)采集及分析儀(9)的輸入端相連，該數(shù)據(jù)采集及分析儀(9)的輸出端與顯示屏(10)和打印機(jī)(11)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓瓦斯破煤實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述樣品試驗(yàn)缸(I)為方形缸體，該樣品試驗(yàn)缸(I)的內(nèi)腔(Ia)為圓柱形或方形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓瓦斯破煤實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述瓦斯管道(12)上設(shè)置有開關(guān)閥(13)。
【文檔編號】G01N33/22GK103645294SQ201310722144
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】黃滾, 羅甲淵, 張龍, 張鑫, 鄧玉華, 郭虎, 熊陽濤 申請人:重慶大學(xué)