[发明专利]一种煤与瓦斯突出模拟实验装置及实验方法

摘要

本发明公开了一种煤与瓦斯突出模拟实验装置，包括地应力模拟加载系统、瓦斯压力模拟加载系统、声发射系统、突出箱体和计算机；所述地应力模拟加载系统包括电子万能试验机、第一液压油缸和第二液压油缸，所述突出箱体对中放置在电子万能试验机的底座上，所述电子万能试验机、第一液压油缸和第二液压油缸均与计算机相连接。另外，本发明还公开了采用该装置进行煤与瓦斯突出模拟实验的方法。本发明的装置能够提供稳定的压力，实现三维加载压力，且在煤样发生突出时能够准确的记录突出时的临界压力值，能够将采集的数据传输到计算机上，实时的反映煤与瓦斯突出前后的能量与压力的变化规律。

主权项

1.一种煤与瓦斯突出模拟实验装置，其特征在于：包括地应力模拟加载系统、瓦斯压力模拟加载系统、声发射系统、突出箱体和计算机(13)；所述地应力模拟加载系统包括电子万能试验机(1)、第一液压油缸(16)和第二液压油缸(18)，所述突出箱体对中放置在电子万能试验机(1)的底座上，所述电子万能试验机(1)、第一液压油缸(16)和第二液压油缸(18)均与计算机(13)相连接；所述第一液压油缸(16)和第二液压油缸(18)分别安装于突出箱体的相邻两个侧壁上；所述突出箱体包括上端开口的箱体本体(2‑6)和位于箱体本体(2‑6)下方的箱体底座(2‑8)，所述箱体本体(2‑6)的上端设置有箱盖(2‑3)，所述箱盖(2‑3)的中部安装有轴向压缩活塞(2‑1)，所述轴向压缩活塞(2‑1)上设有与箱体本体(2‑6)内部腔体相连通的轴向充气孔(2‑2)，所述箱体底座(2‑8)上设置有与所述腔体相连通的底座充气孔(2‑14)，所述轴向充气孔(2‑2)上连接有气体管道(2‑16)，所述气体管道(2‑16)上连接有气体支管(2‑9)，所述气体支管(2‑9)与底座充气孔(2‑14)相连通，所述箱体本体(2‑6)上且与第二液压油缸(18)相对的侧壁上开设有突出口(2‑13)，所述突出口(2‑13)上设置有可拆卸的突出堵头(2‑12)，所述箱体本体(2‑6)上且位于突出口(2‑13)的外侧安装有模拟巷道装置；所述箱体底座(2‑8)内侧和模拟巷道装置底部均设置有声发射探头(19)和压力传感器(22)；所述瓦斯压力模拟加载系统包括瓦斯气体罐(12)和空气压缩机(11)；所述瓦斯气体罐(12)通过第一管路(30)与气体管道(2‑16)连接，空气压缩机(11)通过第二管路(31)与气体管道(2‑16)连接；所述声发射系统包括声发射仪(15)，所述声发射仪(15)的输入端与声发射探头(19)相连；所述实验装置还包括数据采集仪(14)，所述数据采集仪(14)的输入端与压力传感器(22)相连，所述声发射仪(15)的输出端和数据采集仪(14)的输出端均与计算机(13)相连；所述箱盖(2‑3)内侧设置有上压板(2‑5)，所述箱盖(2‑3)的中部设置有轴向压缩活塞孔，轴向压缩活塞(2‑1)穿过所述轴向压缩活塞孔与上压板(2‑5)活动连接，所述上压板(2‑5)上设置有与所述腔体相连通的中心充气孔(2‑4)，所述中心充气孔(2‑4)位于轴向充气孔(2‑2)的正下方且与轴向充气孔(2‑2)相连通，所述箱体本体(2‑6)上安装有第一液压油缸(16)的侧壁内设置有第一侧压板(2‑7)，第一液压油缸(16)的压缩活塞穿过箱体本体(2‑6)与第一侧压板(2‑7)活动连接，箱体本体(2‑6)上安装有第二液压油缸(18)的侧壁内设置有第二侧压板(2‑11)，第二液压油缸(18)的压缩活塞穿过箱体本体(2‑6)与第二侧压板(2‑11)活动连接。