[发明专利]一种瓦斯与水同时吸附诱导煤体变形的测量装置及方法

权利要求书

1.一种瓦斯与水同时吸附诱导煤体变形的测量装置，其特征在于，它包括可容纳圆柱体煤样的圆筒密封腔，所述的圆筒密封腔包括底座、腔体侧壁和封盖，所述的腔体上设有气体压力表和水压力表，该测量装置还包括注水单元、瓦斯注入单元、排水单元和数据采集单元；所述的注水单元通入所述圆筒密封腔内注入水，所述的瓦斯注入单元通入所述圆筒密封腔内注入瓦斯气体，所述排水单元通入所述圆筒密封腔进行排水，所述数据采集单元通入所述密封腔体内对圆柱体煤样采集应变数据。

2.根据权利要求1所述的注水单元包括注水泵、注水管和回水管，所述注水泵通过注水阀门与注水管连接，所述注水管通过底座通入到所述圆筒密封腔内，所述回水管上设回水阀门，所述回水管通入到所述圆筒密封腔内。

3.根据权利要求1所述的瓦斯注入单元包括注气管、注气阀门、高压瓦斯气瓶、抽气阀门和真空泵，所述高压瓦斯气瓶通过注气阀门与注气管相连，所述注气管通入到所述圆筒密封腔内，所述真空泵通过抽气阀门和三通与注气管连接。

4.根据权利要求1所述的排水单元包括排水管和量筒，所述的排水管通入到所述圆筒密封腔内，所述的排水管通过高压水减压阀与量筒连接。

5.根据权利要求1所述的数据采集单元包括数据采集仪、至少四个应变片及其数据传输线，所述应变片分布在腔体内，所述数据传输线分别与所述应变片连接，所述数据传输线另一端与位于腔体外的所述数据采集仪相连。

6.根据权利要求2所述的回水管的水平面高于排水管的水平面，所述排水管的水平面高于所述水压力表的水平面。

7.根据权利要求1—6所述的一种瓦斯与水同时吸附诱导煤体变形的测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、将煤矿井下采集的大块煤体加工成圆柱体煤样；

(2)、在煤样指定位置粘贴所述应变片，放置于所述圆筒密封腔内；

(3)、关闭测量装置的所有阀门，打开注水阀门和回水阀门，利用注水泵向圆筒密封腔内注水，当回水管流出水时，关闭注水阀门和回水阀门；

(4)、打开抽气阀门，利用真空泵对测量装置抽真空30分钟后，关闭抽气阀门；

(5)、开启数据采集仪，利用数据采集仪采集应变数据；

(6)、打开注气阀门，利用所述高压瓦斯气瓶向圆筒密封腔内注入指定压力的瓦斯气体，注气72小时后关闭注气阀门，利用所述的气体压力表和水压力表监测瓦斯气体和水的压力；

(7)、打开高压水减压阀进行排水，当量筒内水的体积达到V时，关闭高压水减压阀；V按下式计算：

V＝HπR²

式中，V为量筒内水的体积，单位m³；H为回水管水平面和排水管水平面的高度差，单位m；R为圆筒密封腔的内径，单位m。

(8)、关闭高压水减压阀48小时后，再次打开高压水减压阀进行排气。

(9)、关闭数据采集仪，利用采集的数据分析瓦斯和水同时吸附过程中煤样的应变特征。