[发明专利]一种稳定压差二级联动诱发煤与瓦斯突出的实验装置与方法

权利要求书

1.一种稳定压差二级联动诱发煤与瓦斯突出的实验装置，其特征在于，包括：

突出实验箱体，在箱体某一侧壁设有突出腔口；

第一爆破片，安装于突出腔口的外端口处并对所述突出腔口的外端口进行封堵；

第二爆破片，安装于突出腔口的内端口处并对所述突出腔口的内端口进行封堵；

一号气压调节机构，被配置为用于向所述突出实验箱体内供气并调节供气气压；以及

二号气压调节机构，被配置为用于向所述突出腔口内供气并调节供气气压；

所述突出腔口和突出实验箱体均为密闭空间；

所述第一爆破片爆破时的临界压差大于所述第二爆破片爆破时的临界压差。

2.根据权利要求1所述的稳定压差二级联动诱发煤与瓦斯突出的实验装置，其特征在于，

所述突出实验箱体为矩形，且是由不锈钢材料制成的。

3.根据权利要求1所述的稳定压差二级联动诱发煤与瓦斯突出的实验装置，其特征在于，

所述突出腔口呈圆台形，且突出腔口的内端口直径大于外端口直径。

4.根据权利要求1所述的稳定压差二级联动诱发煤与瓦斯突出的实验装置，其特征在于，

所述一号气压调节机构包括高压气源以及导气管；

高压气源与导气管的一端相连，导气管的另一端伸入至所述突出实验箱体内；

在导气管上安装有控制阀门以及压力传感器。

5.根据权利要求4所述的稳定压差二级联动诱发煤与瓦斯突出的实验装置，其特征在于，

所述突出实验箱体内的底部设有导气槽；

所述导气管伸入至所述突出实验箱体内，并与所述导气槽连通。

6.根据权利要求1所述的稳定压差二级联动诱发煤与瓦斯突出的实验装置，其特征在于，

所述二号气压调节机构包括高压气源以及导气管；

高压气源与导气管的一端相连，导气管的另一端伸入至所述突出腔口内；

在导气管上安装有控制阀门以及压力传感器。

7.根据权利要求1所述的稳定压差二级联动诱发煤与瓦斯突出的实验装置，其特征在于，

所述第一爆破片的承压范围0.5～10.0MPa，第二爆破片的承压范围0.3～6.0MPa。

8.一种稳定压差二级联动诱发煤与瓦斯突出的实验方法，其特征在于，

基于权利要求1至7任一项所述的稳定压差二级联动诱发煤与瓦斯突出的实验装置；

所述实验方法包括如下步骤：

I.在突出实验箱体内完成受载实验煤体以及传感器件的结构布置；

II.对突出实验箱体进行气密性检查之后，利用一号气压调节机构实现突出实验箱体内气压加载，同时利用三向应力加载机构实现突出实验箱体内三向应力的加载；

设定不同应力的加载速率以及气体注入速率，当加载应力达到预设应力值的60％-70％时，稳定应力，根据第二爆破片的临界压力，完成第二爆破片临界压力值的50％；

在向突出实验箱体内注入气体的同时，利用二号气压调节机构向突出腔口内注入气体，当突出腔口内气体压力达到实验时突出腔口内的设定气压值后，稳定压力；

III.根据实验模拟需要，继续完成三向应力的同步加载，并达到预设应力状态；开展应力应变、气压、温度参数的突出前测试，并维持稳定；然后一号气压调节机构继续向突出实验箱体内注入实验气体，直至达到实验时突出实验箱体内的设定气压值，稳定压力；

IV.完成应力和气压加载平衡后，二号气压调节机构按照设定速率向突出腔口内继续注入气体，当压力达到第二爆破片临界压力值的80％后，再次确认实验设备和实验环境；

V.二号气压调节机构适时持续向突出腔口内注入气体，直至启动第一爆破片起爆，第二爆破片随即联动起爆，动力现象发生，完成诱发突出实验。