[发明专利]一种逼真型煤与瓦斯突出模拟试验装置及方法

摘要

一种逼真型煤与瓦斯突出模拟试验装置及方法，通过应力、瓦斯压力作用下伴随顶板活动、能量转移和瓦斯持续供给，煤体存在力学三带、受顶板作用和瓦斯分区分布特征，进而比较真实模拟工作面前方煤与瓦斯突出演化过程。装置由支架、腔体、盖板、应力加载系统、充瓦斯系统、参数记录系统和封口组成。通过油缸分区加载模拟三带应力，不同厚度与刚度的盖板模拟顶板，通过盖板与腔体间的密封条密封瓦斯，使瓦斯可保持分区分布，通过筛网封口模拟暴露煤壁延期突出，密闭封口突然打开模拟石门揭煤突出，石蜡熔化或钻孔模拟掘进突出。能够更真实地模拟煤与瓦斯突出环境、影响因素、边界条件和演化发生过程，也可模拟巷旁应力与瓦斯耦合作用及演化过程。

主权项

1.一种逼真型煤与瓦斯突出模拟试验装置，其特征在于：该逼真型煤与瓦斯突出模拟试验装置包括：支架、腔体、盖板、应力加载系统、充瓦斯系统、参数记录系统和封口；所述的参数记录系统，至少包括安装于U型槽不同位置的多个煤体应力、变形、温度、瓦斯压力、流速、声发射、电磁辐射和电位信号传感器，各传感器与采集记录仪连接；通过监测并分析各监测参数的分布及变化，揭示突出演化过程的各种指标响应规律，包括应力演化规律、裂隙演化规律、温度变化规律、瓦斯压力及流场演化规律、电位演化规律及其相关关系,在支架内底部固定有腔体，在腔体内上侧有盖板，在盖板上连接有应力加载系统；在腔体的一端有封口，在腔体的侧壁上有充瓦斯接口和所述的各传感器安装口，所述的腔体为一内壁光滑的U型槽，U型槽长度方向前侧立面有一开口，模拟巷道断面，在开口外安装封口和封口密封圈；U型槽内上部有盖板，U型槽后侧和另两侧立面布置有所述的充瓦斯接口和各传感器安装口；在U型槽内装置煤体试样和充瓦斯；通过盖板边缘的盖板密封条、封口密封圈与腔体密封连接，实现对腔体内瓦斯的密封，使瓦斯除煤体渗流外不能通过煤体周边自由空间互通，保持不同位置瓦斯分区分布；突出过程中保持U型槽后侧瓦斯口持续供给，模拟煤矿煤层瓦斯持续供给,所述的充瓦斯系统包括瓦斯气源、减压阀、压力及流量分配阀和瓦斯管，瓦斯管连接在U型槽上的充瓦斯接口上；瓦斯从瓦斯气源供出，通过减压阀减压、压力及流量分配阀调节，由瓦斯管和不同位置的瓦斯接口向腔体内煤体充不同压力的瓦斯。