[发明专利]一种煤与瓦斯突出离心模型试验装置及其方法

摘要

本发明涉及一种煤与瓦斯突出离心模型试验装置，以及利用该装置进行煤与瓦斯突出强度预测的方法。该装置包括一个离心机101、配重箱102、试验箱103、地层模型箱3；其中地层模型箱内从上到下依次分层设置：橡胶垫层301、上覆岩层模型302、煤层顶板模型303、煤层上密封膜304、煤层模型305、煤层下密封膜306、煤层底板模型307；所述各层均由实际地层情况按相似性材料和缩小比尺进行制作。由于煤与瓦斯突出机理的复杂性，煤与瓦斯突出机理的研究还在继续探索中，基于各种突出机理假说的煤与瓦斯突出强度的计算方法还不成熟。本实验装置可以在特定的离心加速度下模拟特定的地层自重应力作用下的煤与瓦斯突出过程，预测煤与瓦斯突出的强度，结构可靠。

主权项

1.一种煤与瓦斯突出离心模型试验装置，其特征在于：包括一个离心机(101)、配重箱(102)、试验箱(103)、地层模型箱(3)；所述配重箱(102)和试验箱(103)通过连接轴(104)安装在离心机(101)相互对称的位置；所述试验箱(103)与所述配重箱(102)形状与重量相同；所述试验箱(103)的试验箱底板(105)通过下螺栓(501)连接地层模型箱底板2；所述配重箱(102)底部设有一个与地层模型箱(3)重量相同的配重块；所述地层模型箱(3)包括：地层模型箱底板(2)、盖板(9)、介于地层模型箱底板与盖板之间的柱形的主箱，其中主箱上边缘(8)通过上螺栓(502)与盖板(9)密封固定，地层模型箱底板(2)通过下螺栓(501)与试验箱底板(105)连接固定；所述地层模型箱底板(2)、盖板(9)与主箱之间围成的空间，从上到下依次分层设置：橡胶垫层(301)、上覆岩层模型(302)、煤层顶板模型(303)、煤层上密封膜(304)、煤层模型(305)、煤层下密封膜(306)、煤层底板模型(307)；其中橡胶垫层(301)为一层橡胶，上覆岩层模型(302)为一密闭箱，其底面形状与主箱内截面相同，箱内充填钢砂或铅砂，用于补偿煤层顶板上覆岩层自重应力，煤层上密封膜(304)、煤层下密封膜(306)为有形变能力的密封膜，与主箱构成了一个密封区域，所述煤层模型(305)由煤粉和少量粘结剂组成，填充于该密封区域；主箱在煤层模型(305)处设有抽气阀(6)、注气阀(7)、揭煤装置(4)，所述揭煤装置(4)为一个具有自动开启功能的快动型密封阀门，其内侧连通煤层模型(305)。