[发明专利]一种充气颗粒体管道喷出过程动态演化装置及方法

说明书

本发明公开了一种充气颗粒体管道喷出过程动态演化装置及方法，该装置包括承压仓、主演示管道和外接演示管道，所述的承压仓固定在基座一上，承压仓的一端连接有填料管，所述的填料管设置在主演示管道一端的中心处，所述的主演示管道固定在基座二上，在主演示管道的另一端连通有外接演示管道，所述的外接演示管道固定设置在基座三上。本发明装置能研究不同试验条件下的充气颗粒体管道喷出过程动态演化及管道内散落颗粒分布的区域特性，同时具有本低，易操作，拆卸方便，便于移动和携带的特点。

技术领域

本发明属于煤与瓦斯突出模拟实验技术领域，具体涉及一种充气颗粒体管道喷出过程动态演化装置及方法。

背景技术

煤与瓦斯突出是我国煤炭开采中最为严重的灾害之一。大量瓦斯从可见的煤岩裂隙、钻孔中喷出的现象叫瓦斯喷出。打钻时瓦斯从钻孔中喷出的现象通常叫瓦斯喷孔。钻孔喷孔就是孔内突出的一种表现形式。煤与瓦斯突出是一种严重的矿井动力灾害，突出发生时，快速喷出的煤和瓦斯流具有极大的破坏力，突出发生时产生的动力效应能够摧毁生产系统，造成人员伤亡，且易引发煤尘和瓦斯爆炸等重大事故，造成矿井生产的长期停滞。另外，日常生活中不乏遇到充气颗粒体管道喷出现象。因此，要最大限度的降低灾害的破坏作用，就必须对煤与瓦斯突出的致灾机理进行研究，探索有效的灾害控制方法和措施。

实验室实验是了解煤与瓦斯突出的致灾及控制条件的可靠途径，通过动力效应实验研究能够更清楚地认识煤与瓦斯突出致灾机理及发生、发展规律，对有效控制煤与瓦斯突出灾害具有积极意义。为深入了解瓦斯喷孔、煤与瓦斯突出过程，以及日常生活中遇到的充气颗粒体管道喷出规律，研究颗粒喷出过程动态演化规律，及喷出煤体颗粒沿巷道的散落规律，本发明提出一套充气颗粒体管道喷出过程动态演化装置。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供一种充气颗粒体管道喷出过程动态演化装置及方法，该装置具有结构简单，易操作，拆卸方便的特点。

本发明具体通过以下技术方案实现：

一种充气颗粒体管道喷出过程动态演化装置，包括承压仓、主演示管道和外接演示管道，所述的承压仓固定在基座一上，承压仓的一端连接有填料管，所述的填料管设置在主演示管道一端的中心处，所述的主演示管道固定在基座二上，在主演示管道的另一端连通有外接演示管道，所述的外接演示管道固定设置在基座三上。

所述的承压仓内远离主演示管道的一端的入口处设置有气囊，所述的气囊入口四周通过橡皮塞贴壁固定在承压仓的入口处，在橡皮塞的中心布置有充气孔，用于连接外接充压器。

所述的基座一、基座二和基座三为顶部开口的空心立方体，在基座一、基座二和基座三的底部设置有重质材料，用于稳定承压仓、主演示管道和外接演示管道。

所述的基座一、基座二和基座三之间通过导向杆和导向槽连接，并通过连接扣固定。

所述的外接演示管道为任意形状管道，优选为T形管道。

所述的承压仓、主演示管道和外接演示管道均为透明材质制备得到。

所述的基座一、基座二和基座三之间通过连接扣固定连接。

另外，本发明还提供了一种充气颗粒体管道喷出过程动态演化方法，在上述装置的基础上，通过以下步骤完成：

1)将喷出材料装入填料管后，组装上述的演示装置；

2)利用橡皮塞气囊固定在承压仓内，橡皮塞中间有通气孔，外接的鼓气装置利用充气管与橡皮塞中间通气孔连接。

3)利用外接的鼓气装置对承压仓内的气囊进行充气，直至气囊沿自由面爆裂；

4)用照相机对主演示区和外接演示区内的颗粒分布状态进行俯视拍照，为后期的颗粒分布统计准备。