[发明专利]煤与瓦斯突出模拟实验方法

权利要求书

1.一种煤与瓦斯突出模拟实验方法：其特征在于：按照如下步骤完成：

（a）、准备模拟装置，所述模拟装置包括机架（1）和突出箱体（3），所述机架（1）内的底端设有试验台（2），所述试验台（2）上设有导轨（4），所述导轨（4）延伸到机架（1）外，所述导轨（4）的延伸段位于机架（1）的后方，所述导轨（4）的延伸端上设有气缸（5），所述突出箱体（3）装在导轨（4）上，所述气缸（5）的活塞杆与突出箱体（3）连接，所述突出箱体（3）包括上端开口的方形箱体本体（3-1），在箱体本体（3-1）上设有箱盖（3-2），所述箱盖（3-2）上设有中心孔（2a）以及充填材料孔（2b），所述箱体本体（3-1）的左、右侧壁上分别设有活塞孔（1a），所述箱体本体（3-1）的前侧壁上设有突出口（1b）和瓦斯压力测定孔（1e），所述箱体本体（3-1）的后侧壁上设有充气孔（1c）和导线孔（1d）,所述箱体本体（3-1）的底板的内表面上开有相互贯通的横向和纵向的沟槽（3-3），在该沟槽（3-3）上盖有充气面板（3-4），该充气面板（3-4）上设有透气孔（4a），所述透气孔（4a）与沟槽（3-3）相通，所述充气孔（1c）下方的箱体本体（3-1）的右侧壁的内表面开有与充气孔（1c）连通的凹槽（3-5），所述凹槽（3-5）下端与沟槽（3-3）连通，所述箱体本体（3-1）的右侧壁的内表面上覆盖有一块挡板（3-6）；所述突出箱体（3-1）内的上端设有上压板（6），所述突出箱体（3-1）内的左、右两侧设有侧压板（7）；

所述机架（1）的上横梁上设有上液压油缸（8），所述上液压油缸（8）的活塞杆从箱盖（3-2）的中心孔（2a）中伸入突出箱体（3-1）内与上压板（6）连接，所述上液压油缸（8）的活塞杆与上压板（6）通过螺栓连接；所述机架（1）的左、右竖梁上设有侧压油缸（9），所述侧压油缸（9）的活塞杆从活塞孔（1a）伸入突出箱体（3-1）内与侧压板（7）连接，所述侧压油缸（9）的活塞杆通过螺栓与侧压板（7）连接；其中，在所述瓦斯压力测定孔（1e）上装上压力传感器，在突出箱体内装上温度传感器和应力传感器；

（b）、在突出箱体（3）内装入碎煤，启动上液压油缸（8）和侧压油缸（9）进行型煤压制，然后对突出箱体（3）进行密封，抽真空，抽真空完成后，通过充气孔（1c）向突出箱体内充入一个大气压的瓦斯气体，然后使所述上液压油缸（8）和侧压油缸（9）继续加压直至煤体完全压实；

（c）、取出突出口（1a）上的堵头，在突出口（1a）上安装泄爆装置，然后通过充气孔（1c）向突出箱体（3）内充入瓦斯气体，直到达到吸附平衡；然后再次通过上液压油缸（8）和侧压油缸（9）对型煤加压，直到达到所要模拟的煤层应力状态；最后激发煤与瓦斯突出。

2.根据权利要求1所述煤与瓦斯突出模拟实验方法，其特征在于：所述突出箱体（3-1）的左、右侧壁上分别设有两个活塞孔（1a），所述突出箱体（3-1）内的左、右侧分别设有两块侧压板（7）；所述机架（1）的左、右竖梁上分别设有两个侧压油缸（9）。

3.根据权利要求1或所述煤与瓦斯突出模拟实验方法，其特征在于：所述步骤（b）中，碎煤的装入至少分四次加入，每次装煤后均需对煤进行初步压实。

4.根据权利要求1-3任一项所述煤与瓦斯突出模拟实验方法，其特征在于：所述泄爆装置包括一级泄爆膜（10）、二级泄爆膜（11）、三级泄爆膜（13）和套筒（12），在突出口（1b）内安装套筒（12），在套筒（12）的内端、外端和中部分别安装一级泄爆膜（10）、二级泄爆膜（11）和三级泄爆膜（13），所述一级泄爆膜（10）和二级泄爆膜（11）之间的套筒（12）上以及二级泄爆膜（11）和三级泄爆膜（13）之间的套筒（12）上均设有充气孔（12a），所述突出箱体（3）的前侧壁上设有与充气孔（12a）相通的充气通道，在向突出箱体（3）内充入瓦斯气体的同时，向一级泄爆膜（10）和二级泄爆膜（11）之间的压力腔以及二级泄爆膜（11）和三级泄爆膜（13）之间的压力腔充瓦斯气体，保证一级泄爆膜（10）、二级泄爆膜（11）和三级泄爆膜（13）的工作压力小于爆破压力，当突出箱体（3）内的瓦斯气体达到吸附平衡后，再次通过上液压油缸（8）和侧压油缸（9）对型煤加压，直到达到所要模拟的煤层应力状态，然后释放一级泄爆膜（10）和二级泄爆膜（11）之间的压力腔以及二级泄爆膜（11）和三级泄爆膜（13）之间的压力腔的压力，煤与瓦斯突出。