[发明专利]一种气体膨胀动态拉伸煤粒破裂实验装置

说明书

本发明为一种气体膨胀动态拉伸煤粒破裂实验装置，用于研究气体对煤的破坏作用效果。主要由高压气瓶、减压阀、截止阀、压力表、盲板法兰、对丝、盛煤管、连接法兰、连接管、气动球阀、泄压管、管箍、储煤管、筛网、PVC薄膜和聚乙烯薄膜构成。本发明使用前，先将原生煤粒装入到盛煤腔体内，然后连接好实验装置，打开高压气瓶，将减压阀调整至预设压力大小，打开截止阀对盛煤腔体内充气，充气完毕关闭截止阀，一段时间后压力表示数稳定表示腔体内气密性良好，打开气动球阀，腔体内泄压，煤粒发生破裂，在储煤管和聚乙烯薄膜处可收集需求尺寸的次生煤粒。该装置结构稳定，操作简单，一次实验可收集到多种直径的次生煤粒，具有较强的创新性和实用性。

技术领域

本发明用于研究气体对煤粒破坏作用效果，具体涉及一种气体膨胀动态拉伸煤粒破裂实验装置。

背景技术

煤与瓦斯突出是一种严重的煤矿井下动力灾害，在突出发生的过程中，瓦斯对煤体的作用十分复杂，通过实验研究得出气体与煤体破坏的关系，对于突出的预测与防治具有十分重要意义。

煤是一种双重孔隙结构，内部含有相互连通的微观孔隙和宏观裂隙。在含瓦斯煤层中，瓦斯赋存状态有游离和吸附两种形式。当游离瓦斯和吸附瓦斯处于平衡状态时：游离的瓦斯吸附在孔隙、裂隙表面，会使煤体内微观分子之间距离延长，相互作用力减弱，引起强度降低，煤体骨架只产生微弱变形，但煤体尚未发生宏观破裂。当发生煤与瓦斯突出时：瓦斯从煤层中快速喷出，在压力梯度驱动下，煤粒的孔隙、裂隙内的瓦斯也发生渗流，但由于瓦斯喷出泄放的速度远远大于煤粒瓦斯渗透速度，煤体内外形成瓦斯压差，驱动裂纹扩展，最终导致煤粒的破坏。

目前，用于分析气体对煤粒破坏作用的实验装置较少，因此，本发明设计了一种气体膨胀动态拉伸煤粒破裂实验装置，结构稳定，操作简单，安全性高，实用性强。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体膨胀动态拉伸煤破裂实验装置，其结构稳定，操作简单，安全性高，实用性强，一次实验可获得需求范围内的多种直径的次生煤粒，次生煤粒与原生煤粒进行对比分析，可得到气体的压力和种类与煤粒破裂之间的关系。