[发明专利]矿用反应型高分子材料注浆后与煤岩混合体的特性连续测定方法及装置

权利要求书

1.一种矿用反应型高分子材料注浆后与煤岩混合体的特性连续测定方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将煤矿井下采集的煤样或岩样切割成圆柱体型；而后在煤样或岩样的中心位置沿轴向方向开凿钻孔，并穿透煤样或岩样；

S2：将制备好的圆环体型煤样或岩样放置在钢制底板上，并用保温圆筒将煤样或岩样环向方向包裹，将钢制顶盖板放置在煤样或岩样顶部，将弹簧放置于煤样或岩样的中心钻孔内，而后整体放置于加压装置上；

S3：开启加压装置对煤样或岩样逐步施加轴向应力，通过观测煤样或岩样的应力-应变曲线到达峰值后，停止加压，并记录下此时的轴向应力数值；

S4：将保温圆筒上的温度测量端口与温度传感器相连接，并将配制好的反应型高分子材料浆液倒入到煤样或岩样的中心钻孔内，应用硬纸板对中心钻孔内的反应型高分子材料形成约束边界；

S41：记录下应力-应变曲线到达峰值时的轴向应力数值后，移除钢制顶盖板；将保温圆筒上设置的温度测量端口与温度传感器连接；所述温度测量端口以煤样或岩样中心为基准，每60°布置一个，六个为一组；沿煤样或岩样轴向方向以距离端面50mm平面为基准，每50mm布置一组；所述温度传感器为超声波温度传感器；

S42：将一定量的反应型高分子材料浆液注入到煤样或岩样的中心孔内，应用硬纸板盖住煤样或岩样的上端面，使之阻挡注入中心孔内的高分子材料浆液因膨胀而溢出；

S5：记录各温度测量端口上温度传感器的示数，直至连续120min内温度传感器的示数变化小于0.5℃；

S6：待温度测试完毕后，将煤样或岩样取出，移除煤样或岩样中心孔内反应固化后的高分子材料以及弹簧，随即将环氧树脂均匀涂抹在煤样或岩样的下端面，而后将密封胶垫与环氧树脂层粘合，并放置在渗透缸体底板上；将渗透缸体底板与环形密封桶用螺栓连接并紧固；

S61：待温度测试完毕后，在煤样或岩样的中心位置沿轴向方向，应用取芯装置对煤样或岩样进行取芯，移除煤样或岩样中心孔内反应固化后的高分子材料，使其中心形成直径40mm的钻孔；在煤样或岩样的下端面上，均匀涂抹上环氧树脂，并将密封胶垫与环氧树脂层粘合；所述环氧树脂用于对煤样或岩样的下端面进行密封，防止煤样或岩样透气系数测定过程中，试验气体经下端面流出而影响试验测定结果；所述密封胶垫为橡胶材质，其为台阶圆盘状，密封胶垫的小直径与渗透缸体底板上圆形凹槽的直径相等，密封胶垫的大直径大于小直径；所述渗透缸体底板中心设有高度大于密封胶垫厚度与煤样或岩样高度之和的圆柱，且圆柱上设有密集的开孔，用以保证气体从圆柱的开孔进入煤样或岩样体内；

S62：所述渗透缸体底板和环形密封桶两端均设有对应的法兰，且法兰上开设有螺栓孔，通过螺栓紧固渗透缸体底板和环形密封桶，挤压密封胶垫的外缘实现对煤样或岩样底端面的密封；所述环形密封桶内层上设有筛孔，且环形密封桶内径大于煤样或岩样的外径，使得试验气体经由煤样或岩样中心孔流出其环形表面，经过筛孔，并由设置于环形密封桶外壁上的出气口流出，所述出气口上连接有出气管路，所述出气管路上设有出气端阀门；

S7：将环氧树脂均匀涂抹在煤样或岩样的上端面，而后将密封胶垫与环氧树脂层粘合，将渗透缸体顶板放置在环氧树脂层上，所述渗透缸体顶板上部开设有进气口，用于为试验气体的流动提供通道；用螺栓将渗透缸体顶板与环形密封桶用螺栓连接并紧固；

S8：打开进气端的阀门，并将进气口与高压氦气气源连通，调节氦气的压力使其为预定数值；而后打开出气端的阀门，使高压氦气在进气端与出气端的压力差的作用下，经由煤样或岩样的环形实体流动至出气端，并读取出气端流量计的数值，待其数值稳定后，随即记录下此时的氦气气体流量，进而可获取相应的渗透系数数值；

S9：待煤样或岩样渗透系数测试完毕后，卸下渗透缸体顶板与底板的螺栓、环形密封桶，应用刀片刮除密封胶垫；而后将煤样或岩样放置在钢制底板上，并将放置有煤样或岩样的钢制底板安设于加压装置下方，而后开启加压装置，重复S3，则试验完毕。