一种弱瓦斯爆炸诱导下煤岩增透试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种弱瓦斯爆炸诱导下煤岩增透试验系统。相似试件尺寸中心处设置孔洞，孔洞上部为钢管；钢管下端开口、上端封闭，在钢管上端设有真空压力表，在真空压力表下面设有安全闸阀，在安全闸阀下面设有点火探针；真空泵、瓦斯气瓶通过管路与钢管连接，在真空泵处设置出气阀，在瓦斯气瓶处设置进气阀，在管路进入真空泵和瓦斯气瓶前设置阻火器；点火探针通过导线与点火器连接；应变片位于相似试件内，用导线引出相似试件并连接于数据采集器，数据采集器连接于计算机；高速摄像仪通过数据线与计算机连接。本发明专利技术提供了一种新的煤岩增透研究系统，变瓦斯爆炸为增透手段，可进行量化研究，为煤矿安全高效开采提供支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤矿安全高效开采研究领域，尤其是涉及一种弱瓦斯爆炸诱导下煤岩增透试验系统。
技术介绍
我国煤矿开采条件复杂，煤层瓦斯赋存具有低渗透率、高吸附特征，且现有开采煤矿中高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井占比达到50％。随着煤矿开采深度的不断增加，一方面，矿井瓦斯含量也呈现增高的趋势，另一方面，地应力和瓦斯压力也相应增加，结合这种高瓦斯地透气性煤层，势必导致瓦斯抽采效率，制约着我国煤矿安全高效开采。为了增加煤岩透气性，从而提高瓦斯抽采效果，目前采用的增透技术主要有有水力压裂、水力疏松、水力挤出、水力割缝、高压水射流等水力化措施，以及松动爆破、深孔预裂爆破等传统爆破措施，取得了一定的成果，但又存在一定的不足，如：水力化措施容易使煤岩泥化从而在增透作用下又封堵了部分瓦斯渗流孔隙，传动爆破措施又存在施工工艺复杂、工程量大、成本高等特点。
技术实现思路
针对以上技术问题，本专利技术提供了一种弱瓦斯爆炸诱导下煤岩增透试验系统，为煤岩增透提供了一种新的研究方法，通过量化研究，找到弱瓦斯爆炸诱导下达到煤岩增透效果的作用当量和增透机制，为煤岩瓦斯增透提供一条新途径。本专利技术采用的技术方案为：一种弱瓦斯爆炸诱导下煤岩增透试验系统，其包括相似试件、孔洞、钢管、安全闸阀、真空压力表、阻火器、真空泵、瓦斯气瓶、出气阀、进气阀、点火探针、点火器、应变片、数据采集器、高速摄像仪、计算机；相似试件尺寸中心处设置孔洞，孔洞上部为钢管，且孔洞和钢管是连通的；钢管下端开口、上端封闭，钢管伸出相似试件的长度至少为80mm，且在钢管上端设有真空压力表，在真空压力表下面设有安全闸阀，在真空压力表和安全闸阀之间设有连接于真空泵和瓦斯气瓶的管路口，在安全闸阀下面设有点火探针；真空泵、瓦斯气瓶通过管路与钢管连接，在真空泵处设置出气阀，在瓦斯气瓶处设置进气阀，在管路进入真空泵和瓦斯气瓶前设置阻火器；真空泵与连接瓦斯气瓶的管路通过同径三通连接；点火探针通过导线与点火器连接；应变片位于相似试件内，用导线引出相似试件，通过导线连接于数据采集器，数据采集器连接于计算机；高速摄像仪通过数据线与计算机连接。进一步，所述孔洞可以为球形、椭球形和十字花型。进一步，所述钢管耐压强度至少为1.7MPa。进一步，所述高速摄像仪在1280×1024分辨率下最高帧速至少为600fps。本专利技术的有益效果是，本专利技术提供了一种新的煤岩增透试验系统，结构简单、实施成本低，通过本专利技术可以将瓦斯爆炸从灾害的角色变为增透手段；通过本专利技术进行的量化研究，可找到弱瓦斯爆炸诱导下达到煤岩增透效果的瓦斯爆炸作用当量和增透机制，为煤矿安全高效开采提供新支持。附图说明图1为本专利技术实施例一的结构示意图。图2为本专利技术实施例二的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步阐述。如图1所示为本专利技术实施例一的结构示意图，一种弱瓦斯爆炸诱导下煤岩增透试验系统，其特征在于该系统包括相似试件1、孔洞2、钢管3、安全闸阀4、真空压力表5、阻火器6、真空泵7、瓦斯气瓶8、出气阀9、进气阀10、点火探针11、点火器12、应变片13、数据采集器14、高速摄像仪15、计算机16；所述相似试件1尺寸中心处设置孔洞2，孔洞2可以为球形、椭球形和十字花型，孔洞2上部为钢管3，且孔洞2和钢管3是连通的；钢管3的耐压强度至少为1.7MPa，其下端开口、上端封闭，且伸出相似试件1的长度至少为80mm；在钢管3上端设有真空压力表5，在真空压力表5下面设有安全闸阀4，安全闸阀4用以保证保证冲击波不破坏连接真空泵7和瓦斯气瓶8的管路以及真空压力表5，在真空压力表5和安全闸阀4之间设有连接于真空泵7和瓦斯气瓶8的管路口，在安全闸阀4下面设有点火探针11；真空泵7、瓦斯气瓶8通过管路与钢管3连接，在真空泵7处设置出气阀9，在瓦斯气瓶8处设置进气阀10，在管路进入真空泵7和瓦斯气瓶8前设置阻火器6；真空泵7与连接瓦斯气瓶8的管路通过同径三通连接；点火探针11通过导线与点火器12连接；应变片13位于相似试件1内，用导线引出相似试件1，通过导线连接于数据采集器14，数据采集器14连接于计算机16；高速摄像仪15通过数据线与计算机16连接，且高速摄像仪15在1280×1024分辨率下最高帧速至少为600fps。为考察不同形态的相似试件1和不同形态的孔洞2对试验结果的影响，相似试件1可由方形变为了圆柱形、孔洞2可由十字花形变为球形或椭球形，如图2所示。最后应当说明的是，以上内容仅用于说明本专利技术的技术方案，而非对其保护范围进行限制，本领域技术人员对本专利技术进行的相关修改或等同替换，均不脱离本专利技术技术方案的有效范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弱瓦斯爆炸诱导下煤岩增透试验系统，其特征在于该系统包括相似试件(1)、孔洞(2)、钢管(3)、安全闸阀(4)、真空压力表(5)、阻火器(6)、真空泵(7)、瓦斯气瓶(8)、出气阀(9)、进气阀(10)、点火探针(11)、点火器(12)、应变片(13)、数据采集器(14)、高速摄像仪(15)、计算机(16)；所述相似试件(1)尺寸中心处设置孔洞(2)，孔洞(2)上部为钢管(3)，且孔洞(2)和钢管(3)是连通的；所述钢管(3)下端开口、上端封闭，钢管(3)伸出相似试件(1)的长度至少为80mm，且在钢管(3)上端设有真空压力表(5)，在真空压力表(5)下面设有安全闸阀(4)，在真空压力表(5)和安全闸阀(4)之间设有连接于真空泵(7)和瓦斯气瓶(8)的管路口，在安全闸阀(4)下面设有点火探针(11)；所述真空泵(7)、瓦斯气瓶(8)通过管路与钢管(3)连接，在真空泵(7)处设置出气阀(9)，在瓦斯气瓶(8)处设置进气阀(10)，在管路进入真空泵(7)和瓦斯气瓶(8)前设置阻火器(6)；所述真空泵(7)与连接瓦斯气瓶(8)的管路通过同径三通连接；所述点火探针(11)通过导线与点火器(12)连接；所述应变片(13)位于相似试件(1)内，用导线引出相似试件(1)，通过导线连接于数据采集器(14)，数据采集器(14)连接于计算机(16)；所述高速摄像仪(15)通过数据线与计算机(16)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种弱瓦斯爆炸诱导下煤岩增透试验系统，其特征在于该系统包括相似试件(1)、孔洞(2)、钢管(3)、安全闸阀(4)、真空压力表(5)、阻火器(6)、真空泵(7)、瓦斯气瓶(8)、出气阀(9)、进气阀(10)、点火探针(11)、点火器(12)、应变片(13)、数据采集器(14)、高速摄像仪(15)、计算机(16)；所述相似试件(1)尺寸中心处设置孔洞(2)，孔洞(2)上部为钢管(3)，且孔洞(2)和钢管(3)是连通的；所述钢管(3)下端开口、上端封闭，钢管(3)伸出相似试件(1)的长度至少为80mm，且在钢管(3)上端设有真空压力表(5)，在真空压力表(5)下面设有安全闸阀(4)，在真空压力表(5)和安全闸阀(4)之间设有连接于真空泵(7)和瓦斯气瓶(8)的管路口，在安全闸阀(4)下面设有点火探针(11)；所述真空泵(7)、瓦斯气瓶(8)通过管路与钢管(3)连接，在真空泵(7)处设置出...

【专利技术属性】
技术研发人员：李重情，石必明，穆朝民，刘健，汪泉，张树川，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34