[发明专利]用于检测钻孔周围煤体裂隙分布状况的实验装置与方法

权利要求书

1.一种用于检测钻孔周围煤体裂隙分布状况的实验装置，其特征在于，包括加压系统、压力传递轴、圆筒、圆盘、煤样、底盘、钻具、注浆泵、胶管、胶体和空心圆盘；所述圆筒的底端设有底盘，筒内盛装有由煤粉和煤焦油混合而成的煤样；所述圆筒的顶端还配设有圆盘和空心圆盘；其中圆盘的外径与圆筒内径吻合，圆盘的上方顺次设有压力传递轴和加压系统，压力传递轴垂直于圆盘设置，圆盘能够在加压系统的作用下沿圆筒轴向移动，压实煤样；所述空心圆盘能够与圆筒内径螺纹连接，钻具能够从空心圆盘的中心孔钻入煤样中，在煤样中形成轴向钻孔；所述胶管的一端与注浆泵连接，另一端能够从空心圆盘的中心孔插入至钻孔内向钻孔内注入胶体。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测钻孔周围煤体裂隙分布状况的实验装置，其特征在于，所述煤样预先采用1-3mm的煤粉和煤焦油混合好，所述加压系统、压力传递轴、圆筒、圆盘，将放置于圆筒的煤样压制成圆柱体煤样，并具备一定强度。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测钻孔周围煤体裂隙分布状况的实验装置，其特征在于，所述圆盘和加压系统的相对面的中心设有凹槽，所述压力传递轴的两端插装于凹槽内。

4.根据权利要求1所述的一种用于检测钻孔周围煤体裂隙分布状况的实验装置，其特征在于，所述空心圆盘的盘面上设置把手。

5.根据权利要求1所述的一种用于检测钻孔周围煤体裂隙分布状况的实验装置，其特征在于，所述圆筒上端设有一段内螺纹，所述空心圆盘外围具有外螺纹，通过旋转空心圆盘压缩圆筒内的成型煤样，既可以给煤样施加一定的压力，又可以固定煤样，便于钻进施工。

6.根据权利要求1所述的一种用于检测钻孔周围煤体裂隙分布状况的实验装置，其特征在于，所述空心圆盘内壁具有内螺纹，所述胶管前端配有接头，接头拥有外螺纹，胶管与空心圆盘通过螺纹连接，确保在带压注入胶体的过程中，不出现胶体泄漏。

7.根据权利要求1所述的一种用于检测钻孔周围煤体裂隙分布状况的实验装置，其特征在于，所述胶管与注浆泵和空心圆盘相联接，联接方式为螺纹联接。

8.利用权利要求1~7任意一项权利要求所述的装置的一种用于检测钻孔周围煤体裂隙分布状况的实验方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤1）将混合好煤粉和煤焦油装入圆筒中；

步骤2）启动加压系统，将煤样压制成具有一定强度的圆柱体煤样；

步骤3）卸下加压系统、压力传递轴和圆盘；将空心圆盘与圆筒通过螺纹联接，旋转空心圆盘的把手压缩、固定煤样；

步骤4）采用钻具穿过空心圆盘的中心孔，施工煤样钻孔，钻孔的周围煤体产生网状裂隙；

步骤5）钻孔施工完毕,拔出钻具，清理孔内煤渣；

步骤6）胶体加热成液态，倒入注浆泵；启动注浆泵，向煤样钻孔内注入高温液态胶体，注入压力为2-3MPa，并稳定1小时后关闭注浆泵，停止胶体注入，胶体从钻孔渗入裂隙中；

步骤7）系统充分冷却后，拆卸注浆设备，卸下空心圆盘，煤样松弛，拔出煤样；

步骤8）剔除煤粉，获取冷却后的胶体，该胶体的形状即为卸压后钻孔周围煤体裂隙的空间结构，将其按一定比例缩小，即为受压状态下钻孔周围煤体裂隙的空间结构。