[发明专利]一种煤层瓦斯压力测定相似模拟实验装置和方法

权利要求书

1.一种煤层瓦斯压力测定相似模拟实验装置，其特征是，包括用于盛装水泥砂浆和煤体的圆柱形容器，容器的内壁粘贴有一圈密封胶圈，容器顶口设有密封盖；所述容器内沿其半径方向设有多个竖向数据采集钻孔钢管，钢管之间的距离由容器的中心向边缘逐渐增大；所述容器的中心设有竖向测压钻孔钢管；所述容器内周向均布至少四根竖向长螺栓；所述数据采集钻孔钢管、测压钻孔钢管以及长螺栓的底端均与容器的底面固结，且数据采集钻孔钢管和测压钻孔钢管上布有微小孔洞；所述密封盖上对应数据采集钻孔钢管、测压钻孔钢管以及长螺栓分别设有数据采集钻孔、瓦斯压力测定钻孔以及施加应力钻孔，当密封盖与容器盖合时，数据采集钻孔钢管、测压钻孔钢管以及长螺栓分别穿过数据采集钻孔、瓦斯压力测定钻孔以及施加应力钻孔，并通过密封垫圈和螺母连接；所述瓦斯压力测定钻孔通过高压胶管与高压瓦斯罐相连，数据采集钻孔通过温度数据传输线路和压力数据传输线路与数据采集单片机连接。

2.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯压力测定相似模拟实验装置，其特征是，所述容器的直径为4000mm，高度为1500mm，内径为1990mm。

3.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯压力测定相似模拟实验装置，其特征是，所述瓦斯压力测定钻孔的直径为75mm。

4.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯压力测定相似模拟实验装置，其特征是，所述数据采集钻孔的直径为5mm。

5.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯压力测定相似模拟实验装置，其特征是，所述相邻两个数据采集钻孔之间的距离由内向外依次递增30mm。

6.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯压力测定相似模拟实验装置，其特征是，所述施加应力钻孔的直径为10mm。

7.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯压力测定相似模拟实验装置，其特征是，所述数据采集钻孔钢管设置10个，位于测压钻孔钢管和长螺栓之间。

8.一种煤层瓦斯压力测定相似模拟实验方法包括以下步骤：

将预先制备好的煤体和水泥砂浆放入圆柱形容器，铺好密封盖，并旋转螺母密封瓦斯压力测定钻孔、数据采集钻孔及施加应力钻孔；

用温度数据传输线路和压力数据传输线路连接数据采集钻孔和数据采集单片机，用高压胶管连接瓦斯压力测定钻孔和高压瓦斯罐；

（3）打开单片机和高压瓦斯罐，直至监测数据与从高压瓦斯罐输入的气体压力基本一致，并基本稳定为止；

（4）关闭高压瓦斯罐，打开瓦斯压力测定钻孔，让瓦斯自由排放半个小时左右；将封孔器放置于测压钻孔钢管的上端，并向封孔器内注入高压液体，让封孔器膨胀密封钻孔，连接瓦斯压力表；

（5）如果实施的是被动式瓦斯压力测定相似模拟实验，则可直接采集数据，分析实验结果；如果实施的是主动式瓦斯压力测定相似模拟实验，则还需通过封孔器向测压钻孔钢管内注入部分高压瓦斯气体。