[发明专利]软煤岩试验样品的制备方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是煤岩特性试验技术领域，更具体涉及软煤岩试验样品的制备方法，同时还涉及一种软煤岩试验样品的装置。

背景技术

众所周知，在煤炭开采、煤层瓦斯抽放、煤层气注气开采等工程的设计中，煤岩的物理力学特性参数(如：煤岩的抗拉压强度，吸附常数，渗透率等)是很重要的指标，这些参数必须通过试验得到。因此，煤岩的特性试验是科研工作者常做的工作。

煤岩不同于一般的岩石，它具有强度较低，结构较疏松，易于破碎的特点，因此煤岩试验样品的制备不像一般岩石那么容易，尤其是软煤，目前还没有很好的制备试验样品的方法。目前科研人员研究软煤岩特性的试验时，用到的试验样品很多都是将软煤粉碎成粉末后重塑制成的。煤岩是一种多孔介质，经过重塑后它的很多性质(如：渗透性，吸附性等)都会发生很大的改变，因此，用这种试验样品试验得到的煤岩的特性参数往往不能很好的反应原煤岩的真实特性。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种软煤岩试验样品的制备方法，该方法简便易行。用该方法制备的试验样品试验得到的软煤岩的特性参数能较真实的反应原煤岩的特性。

本发明的另一个目的是在于提供了一种软煤岩试验样品的装置，该装置结构简单，使用方便。该装置与手工刀具结合，可通过手工制备出满足软煤岩特性试验要求的圆柱形试验样品。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种软煤岩试验样品的制备步骤如下：

1、将从煤矿取上来的大块煤岩初步加工成直径和长度略大于试验样品要求的初级试样品；

2、然后将这种初级试样品置于试样托盘上，通过试样对中夹持装置4固定并对中；

3、旋转旋钮通过伸缩管调节划刻度的刀片的高度，使其刚好与初级试样品顶端接触；

4、通过转动轴承装置及转动试样托盘，划刻度的刀片便会在试样品顶面划一个直径为所要加工的试样品的直径的圆；

5、然后用手工刀具沿这个圆形刻度小心地刮软煤试样品，刮去多余的煤岩，使其成一个直径为试样品所需大小的圆柱；

6、每刮完一段高度(约2-3mm)后重复(3)(4)(5)步(约20-30次)；

7、当刮至超过试样高度的一半时，松开试样对中夹持装置，取出试样品，将其上下端交换，将加工好的部分朝下放入试样托盘上的凹槽中，并用对中夹持装置对中固定试样品；重复上面的步骤(3)(4)(5)(约10-20次)，加工试样的另半部分，直至整个试样品制备完毕。

一种软煤岩试验样品的装置主要包括底座，转动轴承装置(包括轴心、钢珠、转轴外圈)，试验样品托盘(中部设有圆形凹槽)，试验样品对中夹持装置(包括螺栓、螺帽、连接器、夹板，共4个，沿试验样品托盘圆周对称布置)，划刻度的刀片，连接板，伸缩管，旋钮，连接板。各部件具体结构连接关系如下：

底座通过轴心与转动轴承装置连接；轴心与外圈之间装有钢珠；转动轴承装置通过转轴外圈与试验样品托盘连接；试验样品托盘上有圆形凹槽，用于放置试验样品；试验样品对中夹持装置通过螺帽固定在试验样品托盘，用于夹持试验样品，并保证试验样品的中心始终在同一轴线上；螺栓通过连接器与夹板连接；伸缩管通过连接板与底座连接；伸缩管上安置旋钮，用于调节伸缩管，使划刻度的刀片能够自由上下调节；划刻度的刀片通过连接板与伸缩管连接，用于在试验样品上划圆形刻度。

本发明具有以下优点和积极效果：

1、一种软煤岩试验样品的制备方法，简便易行。用该方法制备的试验样品试验得到的软煤岩的特性参数能较真实的反应原煤岩的特性。

2、一种软煤岩试验样品的装置，该装置结构简单，使用方便。该装置与手工刀具结合，可通过手工制备出满足软煤岩特性试验要求的圆柱形试验样品。

3、成本低廉。试验样品制备方法为手动，试验样品的装置结构简单，有效地降低了成本。

4、应用本发明制备成的试验样品与现行的重塑方法制备的试验样品相比，更能体现软煤岩的真实物理力学特性。

附图说明

图1为一种软煤岩试验样品的装置结构示意图；

图2为一种软煤岩试验样品的装置俯视图；

其中：

1-底座；

2-转动轴承装置(包括轴心2a、钢珠2b、转轴外圈2c)；

3-试验样品托盘(中部设有圆形凹槽3a)；

4-试样品对中夹持装置(包括螺栓4a、螺帽4b、连接器4c、夹板4d，共4个，沿试验样品托盘3圆周对称布置)；

5-划刻度的刀片；

6-连接板；

7-伸缩管；