[发明专利]一种受采动影响煤体渗透率测定装置及其使用方法

权利要求书

1.一种受采动影响煤体渗透率测定装置，其组成包括：实验平台、压力传感器、计算机、数据采集仪，其特征是：所述的实验平台(1)包括基础底座(2)和铸铁框架(3)，所述的基础底座(2)的两侧为铸铁框架(3)，所述的铸铁框架(3)的上端为铸铁顶梁(4)，所述的铸铁框架(3)的背侧底部设置铸铁横梁(5)，所述的基础底座(2)上设置煤样加载腔体(6)，所述的煤样加载腔体(6)的左侧设置可拆卸堵头Ⅰ(7-1)，所述的可拆卸堵头Ⅰ(7-1)穿过铸铁框架(3)的左侧，所述的煤样加载腔体(6)的上端设置煤样固定器(8)；

所述的铸铁顶梁(4)的底面通过螺栓固定一组伺服加载装置Ⅰ(13)，每个所述的伺服加载装置Ⅰ(13)的中心均设置一个垂直加载连杆(10)，所述的垂直加载连杆(10)的底端设置加压板Ⅰ(9-1)，所述的加压板Ⅰ(9-1)的底面设置在煤样固定器(8)的顶端，所述的垂直加载连杆(10)与加压板Ⅰ(9-1)之间设置压力传感器Ⅰ(14)；

所述的铸铁横梁(5)的内侧面通过螺栓固定一组伺服加载装置Ⅱ(17)，每个所述的伺服加载装置Ⅱ(17)的中心均设置一个水平加载连杆(16)，所述的水平加载连杆(16)的底端设置加压板Ⅱ(9-2)，所述的加压板Ⅱ(9-2)的底面设置在煤样固定器(8)的侧面，所述的水平加载连杆(16)与加压板Ⅱ(9-2)之间设置压力传感器Ⅱ(18)；

所述的可拆卸堵头Ⅰ(7-1)的左侧连接气体管路Ⅰ(26)，所述的气体管路Ⅰ(26)的左侧连接瓦斯储存罐(25)，所述的气体管路Ⅰ(26)的右侧上依次设置气体稳压器Ⅰ(27)、气体压力传感器Ⅰ(28)与气体流量计Ⅰ(29)；

所述的伺服加载装置Ⅰ(13)与伺服加载装置Ⅱ(17)均连接分油器(23)，所述的分油器(23)连接油压稳压器(22)，所述的油压稳压器(22)以液压管路连接液压油箱(21)的出油口，

所述的煤样加载腔体(6)的右侧设置可拆卸堵头Ⅱ(7-2)，所述的可拆卸堵头Ⅱ(7-2)穿过铸铁框架(3)的右侧，所述的可拆卸堵头Ⅱ(7-2)的右侧连接气体管路Ⅱ(31)，所述的气体管路Ⅱ(31)上依次设置阀门(32)、气体稳压器Ⅱ(33)、气体压力传感器Ⅱ(34)与气体流量计Ⅱ(35)；

所述的压力传感器Ⅰ(14)与压力传感器Ⅱ(18)通过电缆线路连接数据采集仪(20)，所述的数据采集仪(20)连接计算机(19)；

所述的垂直加载连杆(10)、伺服加载装置Ⅰ(13)、加压板Ⅰ(9-1)、分油器(23)组成垂直应力加载系统(12)；

所述的水平加载连杆(16)、伺服加载装置Ⅱ(17)、加压板Ⅱ(9-2)分油器(23)组成水平应力加载系统(15)；

所述的垂直应力加载系统(12)和水平应力加载系统(15)组成应力加载系统(11)；

所述的瓦斯储存罐(25)、气体管路Ⅰ(26)、气体稳压器Ⅰ(27)、气体压力传感器Ⅰ(28)与气体流量计Ⅰ(29)组成气体输入系统(24)；

气体管路Ⅱ(31)、阀门(32)、气体稳压器Ⅱ(33)、气体压力传感器Ⅱ(34)与气体流量计Ⅱ(35)组成气体输出系统(30)。

2.利用权利要求1所述的一种受采动影响煤体渗透率测定装置的使用方法，其特征是：实验包括以下步骤：

第一步：首先将长方体煤样放置于煤样加载腔体(6)内，将可拆卸堵头Ⅰ(7-1)与可拆卸堵头Ⅱ(7-2)分别涂好密封胶放置到煤样固定器(8)的两个端口处使之与煤样固定器8的两个端口完全粘合没有缝隙；

第二步：开启垂直应力加载系统(12)和水平应力加载系统(15)，使加压板Ⅰ(9-1)与加压板Ⅱ(9-2)接触到煤样固定器(8)；

第三步：关闭气体输出系统(30)的阀门(32)，此时整个实验装置形成了一个闭合的空间；

第四步：进行气密性检测，开启瓦斯储存罐(25)的阀门，向煤样加载腔体(6)内注入瓦斯气体，注入时长为11分钟；

第五步：11分钟后，关闭瓦斯储存罐(25)的阀门，观察压力传感器(28)是否变化；

第六步：如果压力传感器示数未发生改变，则表示煤样加载腔体(6)的密封性能良好，可以进下一步试验，如果压力传感器示数发生改变则表示煤样加载腔体(6)的密封性能不好，需要进行查找漏气地方并加以补救，以确保煤样加载腔体(6)的密封性能良好；

第七步：完成气密性检测后，将瓦斯储气罐(25)的阀门打开，使瓦斯在气体管路Ⅰ(26)内依次通过气体稳压器Ⅰ(27)、气体压力传感器Ⅰ(28)与气体流量计Ⅰ(29)后进入到煤样加载腔体(6)内，气体输入系统(24)和气体输出系统(30)开始对瓦斯的压力、流量进行监测；

第八步：启动垂直应力加载系统(12)，伺服加载装置Ⅰ(13)使得垂直加载连杆(10)向下运动，加压板Ⅰ(9-1)开始对煤样加载腔体(6)内的煤样施加垂直应力，模拟采场前方煤体受到超前支承压力的作用，应力峰值逐渐向采场前方移动；

第九步：启动水平应力加载系统(15)，伺服加载装置Ⅱ(17)使得水平加载连杆(16)向水平方向运动，加压板Ⅱ(9-2)开始对煤样加载腔体(6)内的煤样施加水平应力；

第十步：随着垂直应力与水平应力的施加过程中，读取气体输入系统(24)的气体压力传感器Ⅰ(28)的压力，通过气体流量计Ⅰ(29)记录煤体中注入瓦斯流量；读取气体输出系统(30)中气体压力传感器Ⅱ(34)的压力，通过气体流量计Ⅱ(35)记录煤体中渗出瓦斯流量，数据处理得出釆动影响下煤层瓦斯渗透率。