[发明专利]一种保持煤样结构完整性的浸水方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保持煤样结构完整性的浸水方法，适用于不同含水率煤样的实验室处理，进一步可以探究水作用下煤体强度弱化规律。

背景技术

水与煤岩的作用是目前工程岩石力学研究的热点和难点之一。在水体下、含水层下、承压含水层上或导水断层附近采掘时，为防止地表水或地下水溃入工作地点，需要留出一定宽度或高度的煤(岩)层不采动，作为防水煤(岩)柱。煤柱体强度和煤岩试块的强度是进行煤柱设计时的基础和关键。因此，探究水作用下煤岩强度弱化规律可以为隔水煤柱稳定性研究提供基础参考。目前国内外大量研究只是基于某一种煤样在干燥和饱水情况下开展的，而对于不同煤样在不饱和状态下煤岩力学特性的研究相对较少。因此研究不同含水率情况下的煤岩体强度特征，探究煤岩体强度随含水率的变化规律，对我们更好的研究井下隔水煤岩柱的长期稳定性提供理论依据。在进行煤体强度随含水率的变化规律实验时，传统方法是直接将煤样直接浸泡在水中，由于实验煤样体积小，加之煤体本身的空隙、裂隙发育特征，长时间后煤样很容易达到饱和膨胀状态，造成煤样整体结构的损坏。本发明采用一种能够保持煤样结构完整的浸水方法，将煤样放置在底部带有透水隔板的密封箱内，煤样均布在隔板上，密封箱通过塑胶软管与加湿器的出雾口相连接。通过调节加湿器的功率调节旋钮控制加湿器的喷雾速率，根据密封箱内湿度表的读数确定箱内处于恒湿状态，加湿器将水雾化成的超微粒子以恒定的速率通过塑胶软管进入密封箱内，超微粒子由煤样的表面均匀的渗入煤样内部，煤样结构可以保持完整。这对于探究水作用下煤岩强度弱化规律起着重要的基础作用。

发明内容

本发明提供了一种保持煤岩结构完整性的浸水方法，适用于不同含水率煤样的实验室处理，对探究水作用下煤体强度弱化规律起着重要的基础作用。对水-煤岩力学特性的研究也能起到很好的基础参考价值。

本发明技术内容如下：

a.将煤样放置在底部带有透水隔板的密封箱内，煤样均布在隔板上，密封箱通过塑胶软管与加湿器的出雾口相连接。

b.通过调节加湿器的功率调节旋钮控制加湿器的喷雾速率，根据密封箱内湿度表的读数确定箱内处于恒湿状态，加湿器将水雾化成的超微粒子以恒定的速率通过塑胶软管进入密封箱内，超微粒子由煤样的表面均匀的渗入煤样内部，多余的水分可以由透水隔板的透水孔流到密封箱的底部，透水隔板下部富余一定空间，保证煤样底部不直接浸泡在水中，煤样结构可以保持完整。

本发明的有益效果：本发明解决了煤样长时间直接放入水中浸泡容易造成整体结构损坏的问题，通过调节空气加湿器的功率，根据密封箱内湿度表的读数确定箱内处于恒湿状态，将水雾化成的超微粒子以恒定的速率通过塑胶软管转移至密封箱内，超微粒子由煤样的表面均匀的渗入煤样内部，煤样结构可以保持完整，这对制备实验室制备不同含水率煤样，探究水作用下煤岩强度弱化规律起着重要的基础作用。该方法对煤样加湿均匀，湿度可控制，使用方便快捷。

附图说明

图1为本发明煤样浸水方法示意图

图2为本发明密封箱中透水隔板示意图

图3为本发明煤样浸水装置三维模拟图

1-加湿器；2-密封箱；3-透水隔板；4-塑胶软管；

5-功率调节旋钮；6-湿度表；7-出雾口；8-煤样；9-透水孔。

煤样浸水实验过程

下面结合附图对本发明的煤样浸水过程作进一步描述：

a.将煤样放置在底部带有透水隔板(3)的密封箱(2)内，煤样均布在透水隔板(3)上，密封箱通过塑胶软管(4)与加湿器(1)的出雾口(7)相连接。

b.通过调节加湿器(1)的功率调节旋钮(5)控制加湿器(1)喷雾的速度，根据密封箱(2)内湿度表(6)的读数确定箱内处于恒湿状态，加湿器(1)将水雾化成的超微粒子以恒定的速率通过塑胶软管(4)进入密封箱(2)内。超微粒子由煤样(8)的表面均匀的渗入煤样内部，多余的水分可以由透水隔板(3)的透水孔(9)流到密封箱的底部，透水隔板下部富余一定空间，保证煤样底部不直接浸泡在水中，煤样结构可以保持完整。