[发明专利]一种煤样渗透率测试和突出模拟一体化试验方法

权利要求书

1.一种煤样渗透率测试与突出模拟一体化测试方法，使用的装置包括旋转机构，旋转机构包括旋转底座（2），以及设置在旋转底座（2）上的旋转框架（1），旋转框架（1）内设有试验腔体（9），试验腔体（9）上设有应力加载系统；

所述旋转框架（1）包括前后设置的顶板（6）和底板（3），顶板（6）和底板（3）之间的四角之间设有四根立柱（11）从而构成笼式结构，顶板（6）和底板（3）通过立柱（11）固定并提供反力；底板（3）与旋转底座（2）之间通过旋转轴座（4）和旋转轴（5）活动连接，旋转底座（2）中段设有横梁（7），横梁（7）与顶板（6）之间设有旋转油缸（8），旋转底座（2）上设有用以支撑顶板（6）与底板（3）水平的支撑立柱；

所述试验腔体（9）为两端设有法兰的圆筒结构，试验腔体（9）设置在顶板（6）和底板（3）之间，试验腔体（9）的底端面通过法兰与底板（3）固定,试验腔体（9）的顶端面法兰上设有抱环（13），抱环（13）外侧设有箍环（17），试验腔体（9）内设有加载压盘（14），抱环（13）与试验腔体（9）的内壁之间设有密封圈（16b）且通过箍环（17）固定于试验腔体（9）端面的法兰上，加载压盘（14）上设有透气小孔（18）；试验腔体（9）的上半部分外侧设有设置有进气口（19），进气口（19）上设有进气阀门（25a），试验腔体（9）的中部设有传感器接口（20a），试验腔体（9）的底部设有气体渗流板（21），气体渗流板（21）上开有渗流槽（22），气体渗流板（21）与底板（3）接触区域的圆心处在底板（3）开有通孔，通孔通过突出口挡板（23）设置有出气口（24），出气口（24）上设有出气阀门（25b）；通过拆除突出口挡板（23）和出气口（24）后，在底板（3）外侧设有诱突结构（26），所述诱突结构（26）包括筒状结构，筒状结构内先后间隔设有一级爆破片（27a）和二级爆破片（27b），一级爆破片（27a）和二级爆破片（27b）之间的筒状结构侧壁上设有气压控制接口（28），气压控制接口（28）上设有控制阀门（25c）；一级爆破片（27a）和二级爆破片（27b）分别连接测控系统，测控系统包括信息采集板和计算机，测控系统能够控制一级爆破片（27a）和二级爆破片（27b）内部压力实现精准起爆诱突，同时能实时采集煤层及巷道参数：应力、瓦斯压力、温度、声发射、电磁辐射、煤粉冲击力；诱突结构（26）的二级爆破片（27b）后方连接有突出巷道（29），突出巷道（29）为透明材料且上设有传感器接口（20b）；突出巷道（29）连接有除尘系统，除尘系统包括煤粉收集箱（30）和过滤袋（32），煤粉收集箱（30）内分别设有一级筛网（31a）和二级筛网（31b），一级筛网（31a）和二级筛网（31b）既可以对不同粒度颗粒进行过滤，同时又不影响气体流动状态，过滤袋（32）进一步对小颗粒进行过滤，避免突出煤体污染环境且难以完全收集；

所述应力加载系统包括应力加载油缸（10），应力加载油缸（10）设置在顶板（6）的外侧，加载油缸（10）向试验腔体（9）内设有与加载压盘（14）连接的加载压杆（12），加载压杆（12）与抱环（13）之间设有导向带（15）和密封圈（16a）；

其特征在于步骤为：

S 1、将原煤烘干后破碎为多个粒级，然后添加与开采现场类似的水分并混合，制作成与开采现场成分类似的成型煤样；

S 2、将煤样放入试验腔体（9）进行渗透率测试，需要先对煤样进行抽真空，之后对真空煤样进行挤压并充入甲烷气体；

S 3、模拟煤与瓦斯的突出，首先抽真空，之后向煤样持续施加压力，然后向一级爆破片（27a）和二级爆破片（27b）两者之间的空间，以及试验腔体（9）内同步充入甲烷气体，之后向一 级爆破片（27a）和二级爆破片（27b）两者之间的空间充入二氧化碳从而引爆二级爆破片（27b），同时导致试验腔体（9）和两级爆破片内气压之差超过一级爆破片（27a）起爆压力并引爆一级爆破片（27a），使 试验腔体（9）内煤样暴露从而诱发突出；

4、收集突出时装置内各处产生的煤粉，称量各处收集的煤粉并记录下来。