[发明专利]突出模拟试验系统的可控快速泄压装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种煤与瓦斯突出模拟试验系统的可控快速泄压装置，承压夹持器位于左支座与右支座之间，并安装在试件箱的突出口外；承压夹持器采用左中右三段式组装结构，承压夹持器的中段侧壁上开有充气孔，试件箱内的气流能经突出口进入左支座、承压夹持器的左段、第一爆破片围成的密闭空间，充气孔的气体能进入承压夹持器的中段、承压夹持器的右段、第一爆破片、第二爆破片围成的密闭空间。本发明还提供了上述突出模拟试验系统的可控快速泄压装置的使用方法。能实现突出口的快速自动泄压，避免了突出口打开过慢对突出能量的影响，更真实地模拟煤与瓦斯突出过程；爆破时间人为控制，不受试件箱内压力影响，可进行不同压力下的突出试验。

技术领域

本发明涉及一种煤与瓦斯突出模拟试验系统的可控快速泄压装置，用于煤与瓦斯的突出机理研究。

背景技术

随着矿井开采深度和强度的不断提高，与煤岩体失稳破坏相关的矿井动力灾害事故日趋严重，冲击地压和煤与瓦斯突出发生的频度、强度以及破坏程度。随着采深的增加，瓦斯压力的升高具有明显的上升趋势，且相当一部分深井灾害表现出冲击地压、煤与瓦斯突出两种动力灾害同时存在、相互耦合的现象，即深井复合动力灾害。而在煤与瓦斯突出机理研究方面被广大学者普遍接受的是综合作用假说，即煤与瓦斯突出是由应力、瓦斯压力和煤的力学性质综合作用的结果。因此通过煤与瓦斯突出模拟试验系统，对应力作用下的煤与瓦斯突出机理研究就很有必要。

目前，国内外的煤与瓦斯突出模拟试验系统，试件箱体突出口的打开方式多为手动，打开速度较慢，在一定程度上影响了煤与瓦斯突出的时间和强度，与真实井下煤与瓦斯突出存在差别。

发明内容

本发明旨在提供一种安装在试件箱突出口外侧的可控快速泄压装置，能够对突出压力进行控制，并且实现突出口的快速泄压，避免了突出口打开过慢对突出能量的影响，更真实地模拟煤与瓦斯突出过程。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种突出模拟试验系统的可控快速泄压装置，包括左支座、右支座、承压夹持器，所述承压夹持器位于左支座与右支座之间，并通过呈圆周均布的螺栓螺母组件锁紧安装在试件箱的突出口外；所述承压夹持器采用左中右三段式组装结构，所述左支座、右支座以及承压夹持器的每段中部均开有正对突出口的气流过孔，承压夹持器的左段与中段之间夹持安装有第一爆破片，承压夹持器的中段与右段之间夹持安装有第二爆破片，第一、第二爆破片的内侧分别安装有一个压力传感器，所述承压夹持器的中段侧壁上开有充气孔，试件箱内的气流能经突出口进入所述左支座、承压夹持器的左段、第一爆破片围成的密闭空间，充气孔的气体能进入承压夹持器的中段、承压夹持器的右段、第一爆破片、第二爆破片围成的密闭空间。

作为上述方案的优选，所述承压夹持器的左中右三段之间通过环形台阶进行径向限位以确保同轴安装，所述承压夹持器还包括至少两块固定片，每块固定片的左右两端分别通过锁紧螺钉固定在承压夹持器的左段和右段的外壁上，实现左中右三段的快速组装。简化承压夹持器的组装结构，并能保证安装稳固可靠，能快速装拆。

进一步优选为，所述左支座、右支座以及承压夹持器的每段中部开设的气流过孔均是与突出口大小相等，且同轴的圆孔。

进一步优选为，所述左支座与承压夹持器的左段之间安装有密封圈，进一步增加密封效果。

同时本发明还提供了上述突出模拟试验系统的可控快速泄压装置的使用方法，包括以下步骤：

第一步：试验准备阶段；

先将承压夹持器内部安装好第一、第二爆破片及两个压力传感器，并将整个可控快速泄压装置安装在试件箱突出口的外壁面上；