[发明专利]检测卸压瓦斯升浮扩散规律的系统及相应的检测方法

说明书

本发明公开了一种检测卸压瓦斯升浮扩散规律的系统，包括上位机、长方体结构的箱体，以及设置在箱体上的液压加载子系统、自动开挖输运子系统、注气子系统、岩移光栅测定子系统、采动裂隙场监测子系统和瓦斯升浮扩散监测子系统。本发明还公开了一种检测卸压瓦斯升浮扩散规律的方法。本发明公开了一种三维系统及相应的检测方法，能够对卸压瓦斯升浮扩散规律进行精确检测，确定其瓦斯储运特征，进而能够更好地治理煤矿瓦斯灾害，并提出相应的治理措施，为煤矿安全生产提供积极的安全保障。本发明属于煤矿瓦斯灾害治理技术领域，用于卸压瓦斯升浮扩散规律的检测。

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯灾害治理技术领域，用于卸压瓦斯升浮扩散规律的检测，具体地说是一种检测卸压瓦斯升浮扩散规律的系统及相应的检测方法。

背景技术

随着科技进步，煤矿基本实现自动化，在煤矿开采过程中，伴随着很多种类的煤矿灾害，其中瓦斯灾害一直是煤矿开采中瓦斯灾害发生事故起数以及事故死亡率为最高的灾害之一。

高强度开采高瓦斯含量厚煤层也以常态出现，高强度开采引起本煤层充分卸压，进而导致瓦斯大量解吸成游离瓦斯。游离瓦斯升浮扩散到生产工作面、采空区以及隅角位置，造成部分区域瓦斯富集，瓦斯浓度超限，对生产工作面煤矿工人生命安全造成严重威胁。

我国大部分煤矿开采都属于井工开采，井下开采煤层属于黑匣子问题，对煤层采动后上覆岩层运移规律以及卸压瓦斯在采动裂隙场中升浮扩散规律都是未知。

基于上述现状，需要研究分析煤层在采动卸压后，煤岩体中卸压瓦斯升浮扩散规律，确定其瓦斯储运特征，以便更好地治理煤矿瓦斯灾害，并提出相应的治理措施。这不但能够为煤矿安全生产提供积极的安全保障，还能达到煤及伴生资源安全、绿色和科学共采，同时能够带来较高的经济、社会效益。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种检测卸压瓦斯升浮扩散规律的系统，其以相似模拟实验为思路，提供了一种三维系统，能够卸压瓦斯升浮扩散规律进行精确检测；

本发明的另外一个目的，是要提供一种检测卸压瓦斯升浮扩散规律的方法。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种检测卸压瓦斯升浮扩散规律的系统，包括上位机、长方体结构的箱体，以及设置在箱体上的液压加载子系统、自动开挖输运子系统、注气子系统、岩移光栅测定子系统、采动裂隙场监测子系统和瓦斯升浮扩散监测子系统；

所述液压加载子系统设置在箱体的顶部，用于对待测煤岩层施加压力；

所述箱体底面上设置有放置槽，放置槽的一部分形成回风顺槽和进风顺槽，自动开挖输运子系统安装在放置槽内；

注气子系统设置在回风顺槽与进风顺槽之间的箱体的底面上，注气子系统的进气口连接外界的注气装置，用于向箱体内注入类瓦斯气体；

岩移光栅测定子系统安装在箱体的第二侧壁上，岩移光栅测定子系统的信号输出端与上位机的位移信号输入端相连；

采动裂隙场监测子系统安装在箱体的第一侧壁、第二侧壁和第四侧壁上，采动裂隙场监测子系统的信号输出端与上位机的能量波信号输入端相连；

瓦斯升浮扩散监测子系统安装在箱体的第三侧壁和第四侧壁上，瓦斯升浮扩散监测子系统的信号输出端与上位机的气体浓度信号输入端相连。

作为限定：所述液压加载子系统包括镶嵌在箱体顶面的液压加载体和位于液压加载体下方的压板，压板的横截面与箱体内部横截面形状相同、面积相同。

作为第二种限定：所述箱体底面设置有一个放置槽，放置槽包括第一通道、第二通道和第三通道，其中第一通道和第二通道相互平行，二者的尾端通过与之垂直的第三通道连通，第一通道作为回风顺槽，第二通道作为进风顺槽；回风顺槽和进风顺槽的自由端与外界连通；