[实用新型]煤与瓦斯突出模拟及煤体渗透特性测试装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤矿安全技术领域，具体涉及一种煤与瓦斯突出模拟及煤体渗透特性测试装置。

背景技术

在研究煤与瓦斯突出机理方面，现有的理论均指出地应力、瓦斯压力和煤岩体的力学性质是影响煤与瓦斯突出的三要素，但截止目前，还未能确定出三大要素各自对煤与瓦斯突出的作用机理，也未能确定出三大要素对其影响的大小。因此，国内外众多学者进行了煤与瓦斯突出的实验室模拟过程，也获得许多研究进展，但是，矿井下煤岩体的地应力包括轴压和围压，因围压因素难以控制，现有试验大多控制的是轴压和瓦斯气体压力，不能控制围压，难以完成围压对煤与瓦斯突出影响的机理研究；而且，现有的煤与瓦斯突出模拟试验未充分考虑扰动因素的影响，即使考虑扰动影响也大多是考虑顶板扰动的影响，而且不能测量扰动强度和扰动时间，而实际煤矿井下煤岩体常常因割煤机的采动、掘进面的放炮和巷帮煤岩体的打孔等受到不同程度的扰动影响，也常因扰动影响，煤岩体的力学性质发生改变，引发煤与瓦斯突出，这对井下正常采煤和人员安全造成了极大威胁，因此现有技术中煤与瓦斯突出模拟的真实性较差，还不能够真实地模拟煤与瓦斯突出的过程，获得的研究数据的准确性欠佳。

而煤岩体的渗透特性是研究矿井下采矿时矿井发生煤与瓦斯突出和突水的基础，故研究煤岩体的渗透特性具有重要的工程意义。国内外学者对煤岩体的渗透特性研究大多是通过实验室做试验方式进行，试验可分为两类：第一类是通过液体渗透测流量的方式进行煤岩体液体渗透特性测试；第二类是通过气体渗透测流量的方式进行煤岩体气体渗透特性测试，进行煤岩体液体渗透特性测试和气体渗透特性测试时的试验方法又均分为两种：一种是在压差稳定的情况下，测量流体渗透过煤岩体的流量，即稳态法；由于巷帮煤岩体裸露在巷道内的侧面受气体压力为大气压力，内部气体压力稳定在一定值，因此稳态法主要用于对巷帮煤岩体的渗透特性进行测试；另一种是压差变化过程中，测量流体渗透过煤岩体的流量关于时间的关系，即瞬态法；由于矿井深部的煤岩体内部瓦斯常常因气体压力差的存在而沿着煤岩体内部裂隙和孔隙运移，也因运移过程中压力差减小，运移速度和流量发生变化，因此瞬态法主要用于对矿井深部煤岩体的渗透特性进行测试。目前，采用稳态法和瞬态法进行煤岩体液体渗透特性测试的技术已较为成熟，但是，采用稳态法和瞬态法进行煤岩体气体渗透特性测试的技术还处在研发阶段，存在以下的缺陷和不足：（1）虽然能够实现气体的三轴渗流试验，但是在三轴渗流试验中的围压不可控制，不能为工程技术人员提供围压因素的数据，因而工程技术人员也就无法研究围压对煤岩体气体渗透特性测试的影响；但矿井的不同深度处，煤岩体所受的围压大小不同，而煤岩体的气体渗透特性也会因围压大小的不同而改变；（2）在气体的单轴渗流试验和三轴渗流试验中，均未考虑扰动因素的影响，但矿井下的煤岩体往往因掘进巷道和采煤等因素受到不同程度的扰动影响，进而煤岩体内部裂隙演化和分布规律发生变化，导致煤岩体的渗流特性发生改变，从而改变了煤岩体的瓦斯涌出等规律，故研究扰动因素对煤岩体的渗透特性具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤与瓦斯突出模拟及煤体渗透特性测试装置，其实现方便，能够真实地模拟矿井的煤与瓦斯突出过程，同时能够用于对受扰动影响的巷帮煤岩体和矿井深部煤岩体的气体渗透特性进行测试，功能完备，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种煤与瓦斯突出模拟及煤体渗透特性测试装置，其特征在于：包括电子万能试验机、突出模拟及渗透测试装置、第一瓦斯气体系统和围压液压系统，所述突出模拟及渗透测试装置对中放置在电子万能试验机的底座上；