[发明专利]煤与瓦斯突出模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及矿业工程技术，尤其涉及一种煤与瓦斯突出模拟装置。

背景技术

煤与瓦斯突出是煤矿井下采掘活动过程中发生的一种伴有声响和猛烈力能效应的煤与瓦斯的灾害性动力现象，它能在很短的时间内，突然从采掘空间附近的煤岩体中喷出大量的煤、瓦斯或岩石，在煤体中形成某种特殊形状的孔洞。随着我国煤矿资源开采逐渐向深部发展，煤与瓦斯突出的发生频次越来越多，其危害性也愈加增大，对煤矿安全生产造成极大的危害。煤与瓦斯突出是煤矿井下生产的一种强大的自然灾害，严重威胁着煤矿的安全生产，其影响因素包括地应力、瓦斯压力和煤的物理力学性质，但各因素在煤与瓦斯突出过程中的作用机制目前尚处于研究阶段，需要通过实验室仿真模拟来研究各影响因素的作用机制。

现有技术下，实验室模拟主要采用气-固耦合相似物理模型进行试验。模拟装置具体包括模型壳体，模型壳体包括外壳体和内壳体，内壳体内用于填充瓦斯气体和煤炭，外壳体用于为内壳体提供密封环境。外壳体一般通过多块板材拼接形成，在板材与板材的接缝处填充密封胶，以使其密封。外壳体与内壳体之间设有可移动的加压板，用于对内壳体施加压力。液压加载装置连接加压板，并驱动加压板移动，从而模拟煤与瓦斯突出的过程。

但是，现有技术中的模拟装置其外壳体之间采用密封胶拼接形成，密封胶易受外界温度、压力以及模拟过程中内壳体和外壳体之间的反作用力等的影响而产生开裂，从而导致模拟装置发生漏气，影响试验结果。

发明内容

为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种煤与瓦斯突出模拟装置，本发明提升了模拟装置的密封性，使得模拟结果更加精确。

本发明提供一种煤与瓦斯突出模拟装置，包括外壳体以及套设在所述外壳体内的内壳体，所述外壳体包括箱体本体，所述箱体本体的上方具有开口部，所述开口部上设有端盖；所述箱体本体包括底壁以及设置在所述底壁边上的四个侧壁，所述底壁和侧壁一体成型，所述侧壁的上端设有若干固定孔，所述端盖上设有与所述固定孔相对应的通孔，紧固件穿过所述固定孔和所述通孔以将所述端盖和所述箱体本体固定；所述端盖与所述箱体本体之间还设有密封件；所述内壳体为柔性壳体，所述外壳体和内壳体之间设有至少一个加载板，所述加载板连接有液压加载装置，所述外壳体上设有加载口，所述液压加载装置穿过所述外壳体上的加载口与所述加载板固定连接。

如上所述的煤与瓦斯突出模拟装置，可选的，所述密封件为橡胶密封圈或铜垫圈。

如上所述的煤与瓦斯突出模拟装置，可选的，所述固定孔为螺栓孔，所述紧固件为紧固螺栓。

如上所述的煤与瓦斯突出模拟装置，可选的，所述内壳体为聚氨酯箱体。

如上所述的煤与瓦斯突出模拟装置，可选的，所述加载板的数量为三个，三个所述加载板的移动方向互相垂直。

如上所述的煤与瓦斯突出模拟装置，可选的，所述液压加载装置包括套筒，所述套筒的上端设有液压腔，所述套筒内设有与所述液压腔相连的活塞杆，所述活塞杆上设有用于驱动所述加载板的活塞；所述套筒的内侧壁设有若干环形凹槽，所述凹槽内设有密封环。

如上所述的煤与瓦斯突出模拟装置，可选的，所述环形凹槽的数量为两个，两个所述环形凹槽之间的间距小于所述活塞的长度。

如上所述的煤与瓦斯突出模拟装置，可选的，所述内壳体内设有传感器，所述传感器的引线穿过所述内壳体和外壳体后与处理器相连。

如上所述的煤与瓦斯突出模拟装置，可选的，还包括充气装置，所述充气装置的充气端连接所述内壳体的内部。

如上所述的煤与瓦斯突出模拟装置，可选的，所述外壳体上还设有开挖口。

本发明提供的煤与瓦斯突出模拟装置，通过将模拟装置的外壳体设置为一体式的箱体本体和端盖，箱体本体和端盖之间设有密封件并通过紧固件将二者连接固定，从而避免了内部气体的泄漏，使得试验的结果更加精确。本发明还通过在液压加载装置的套筒内设置密封环，有效的防止了气体从套筒与活塞之间的间隙处泄漏，进一步保证了试验结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的煤与瓦斯突出模拟装置的结构简图；

图2为图1的内部结构简图；

图3为图1中液压加载装置的局部结构示意图。