[实用新型]一种井下煤体强度侵彻测试装置

说明书

一种井下煤体强度侵彻测试装置，适用于煤矿井下突出危险性鉴定中煤体坚固性的测定。装置包括射钉装置、注氮保护装置、注氮设备；射钉装置包括射钉枪和特制的带刻度的钢钉；注氮保护装置包括注氮保护罩、止逆阀、注氮孔、软胶环、弹簧绳；注氮设备包括注氮软管、注氮开关、氮气瓶。利用射钉枪对井下煤体试样进行射钉操作，通过直接读取钢钉侵彻进入试样的深度来判断煤体的强度大小。注氮保护装置对射钉操作进行保护，防止产生火花造成危险。使用本实用新型可以实现井下现场的煤样强度测定，提高了煤样强度测定的效率和准确性。

技术领域

本实用新型涉及一种井下煤体强度侵彻测试装置，适用于煤矿井下复杂环境下煤层突出危险性鉴定中煤体强度的测定。

背景技术

在矿山工程中，煤与瓦斯突出事故严重威胁着煤矿安全生产和井下工作人员生命安全。为了预防这一灾害事故的发生，常需对煤矿井下进行煤层突出危险性鉴定。根据相关规定，当井下动力现象特征不明显或者没有动力现象时，应当根据实际测定的煤层最大瓦斯压力p、软分层煤的破坏类型、煤的瓦斯放散初速度ΔP和煤的坚固性系数f等指标进行鉴定。在煤层突出危险性鉴定的单项指标中，煤的破坏类型和煤的坚固性系数f反映了煤的物理特性。现有的对于煤的坚固性系数f的测定方法较为复杂，一般步骤为井下采样后运至井上，使用重锤冲击煤样，通过筛分破碎煤粉来计算测定f值。该方法操作较为繁琐，且由于运送过程中受到其他因素的影响会导致煤体强度变化，造成测定结果不准确。因此需要一套操作简便、能适用于煤矿井下对煤体强度进行现场测试的装置。

实用新型内容

针对现有测试方法中存在的问题，本实用新型提供一种井下煤体强度侵彻测试装置，简化测试步骤，以解决煤层突出危险性鉴定过程中对于煤的坚固性系数f测定过程复杂的问题。

本实用新型技术方案：一种井下煤体强度侵彻测试装置，包括射钉装置、注氮保护装置和注氮设备。其中，电动射钉装置包括电动射钉枪(1)、特制钢钉(2)，特制钢钉(2)上标注有刻度，可直接读取钢钉侵彻进入煤体的深度；注氮保护装置包括保护罩(3)、止逆阀(4)、注氮孔(5)、软胶环(6)、弹簧绳(7)。保护罩(3)由PVC材料制成，上端开口直径16mm，下端开口直径80mm，高度为100mm。止逆阀(4)设置在保护罩(3)两端，为可拆卸扣入式，止逆阀(4)内设置有孔径为2mm的小孔，可防止氮气在保护罩(3)内滞留导致气压过大，并能使注入的氮气从止逆阀(4)小孔单向流出，同时止逆阀(4)可防止井下煤尘进入保护罩(3)内。注氮孔(5)与保护罩(3)为螺纹连接，可防止氮气外溢，上端小孔可与注氮软管(8)连接。软胶环(6)为一内径80mm、外径88mm的圆环，橡胶材质，在射钉操作时，可以紧密贴合工作面，隔绝保护罩(3)内外并形成密闭空间。弹簧绳(7)系在保护罩(3)两端孔口，在射钉操作时，将两条弹簧固定在射钉枪(1)上，从而使得保护罩(3)与射钉枪(1)之间保持牢固连接。注氮设备包括注氮软管(8)、氮气瓶(9)、注氮开关(10)。注氮软管(8)一端连接注氮保护罩(3)注氮孔(5)，另一端与氮气瓶(9)相连。通过注氮开关(10)控制注氮开闭以及氮气的释放速率。

本实用新型的有益效果：

使用射钉枪在氮气环境下对煤样进行射钉操作，读取钢钉上的刻度可知侵彻进入煤样的深度大小，并判断煤样的强度大小。注氮保护装置中的保护罩由PVC材料制成，坚固且化学性能稳定。通过注氮软管向保护罩内通入氮气可以为射钉操作形成保护环境，避免射钉操作产生的火花造成危险。保护罩两端的止逆阀可以单向流出氮气，防止保护罩内压力过大，还可防止煤尘进入保护罩内。保护罩外圈的软胶环可贴合各种复杂环境下的工作面，形成保护罩内外相互隔离的环境，弹簧绳可以将保护罩与射钉枪牢固连接。本实用新型装置轻便易携带，安装简单，操作方便，可以实现在煤矿井下对于煤岩强度大小的测定，具有广泛的实用型。

附图说明

图1是保护罩正视图；

图2是保护罩俯视图；

图3是保护罩立体图；