一种有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置及方法制造方法及图纸

一种有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置及方法，试验装置包括煤样罐，煤样罐的一侧连接有补气气包，补气气包连接于空气压缩机，煤样罐的另一侧设有开口，开口处内侧设有钢化玻璃板，开口处外侧设有管道，管道外设有击发装置，击发装置的一端固定于管道外侧，另一端设有击发锤头，击发锤头贴置于钢化玻璃板，管道内壁间隔的设有多个压力传感器和多个光电传感器，管道外对应每个光电传感器的位置设有光源，光源与光电传感器之间设有透明面板供光源穿过。补气气包不断向煤样罐内补给气体，更真实模拟煤与瓦斯突出灾害发生过程，压力传感器可以测定管道内瓦斯压力，反映出突出瓦斯在管道内的运移状态，光电传感器和光源可测得突出煤流的运移位置。

Test device and method for coal and gas outburst with supply gas source

Test device for coal and gas outburst and gas supply method, the test device comprises a coal tank, one side of the coal tank is connected with a gas air bag, air bag gas connected to the air compressor, the other side of the coal tank is provided with an opening is arranged on the inner side of the toughened glass plate, the opening is arranged outside the pipe outside the pipeline, firing device, one end of the firing device is fixed on the outside of the tube, the other end is provided with a percussion hammer, hammer percussion sticks on the toughened glass plate is provided with a plurality of pressure sensor and a photoelectric sensor interval of the pipe wall, the outer pipe corresponding to each photoelectric sensor is provided with a light source, a transparent panel is arranged between the light source and light source through the with the photoelectric sensor. Air bag gas to coal tank gas supply process, more realistic simulation of coal and gas outburst disasters, the pressure sensor can determine the gas pressure in the pipeline, reflect the migration state of gas outburst in pipeline, photoelectric sensor and light source can be measured to highlight the coal flow transport position.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤与瓦斯突出试验装置，特别是涉及一种有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置及方法。
技术介绍
煤与瓦斯突出是煤矿井下失稳的煤岩体突然向采掘工作面空间喷出大量煤与瓦斯，摧毁巷道和设施，毁坏通风系统，井巷充满瓦斯与煤、粉造成埋人或窒息，严重威胁着煤矿的安全生产。近年来矿井因煤与瓦斯突出事故死亡人数约占煤矿瓦斯灾害总死亡人数的三分之一，为了防止此类灾害事故的发生，学者们主要在煤与瓦斯突出机理、突出预测预报技术和突出防治技术等方面开展研究，以便为突出危险性预测和防突措施的制定与实施提供科学依据。关于煤与瓦斯突出在矿井通风系统中的灾害演变过程，以及应急预案的辅助决策技术研究较少。这涉及对煤与瓦斯突出后瓦斯和煤流的在矿井系统中的运移过程进行研究，一旦突出事故发生后可以最大限度减灾及减少财产损失提供依据。同样，在研究的实验方法手段上，前人主要是针对煤体在高压瓦斯作用下由整体到破裂失稳的过程，即弄清“煤是怎么突的”，主要是围绕煤与瓦斯突出机理、突出预测预报技术和突出防治技术等方面研究而展开的；以研究煤与瓦斯突出在矿井通风系统中的灾害演变过程为目的的实验，需要证明和验证煤体失稳以后，煤与瓦斯如何在矿井系统中的运动过程和力学特征，即弄清“煤突出发生以后煤和瓦斯是如何运动的”。但目前对煤与瓦斯突出后的运移情况研究较少，尚缺乏专门的实验装置。为了使研究方法达到或接近实际情况，须要开展这方面的实验研究，为理论仿真计算提供参数。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种能够清楚观察到煤与瓦斯突出后瓦斯及煤流的运移，更真实模拟煤与瓦斯突出灾害发生过程的有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置及方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置，包括煤样罐，所述煤样罐的一侧连接有补气气包，所述补气气包连接于空气压缩机，所述煤样罐的另一侧设有开口，所述开口处内侧设有钢化玻璃板，所述钢化玻璃板固定于所述煤样罐内壁，所述开口处外侧设有管道，所述管道的端部固定于所述煤样罐外壁，所述管道外设有击发装置，所述击发装置的一端固定于所述管道外侧，另一端设有击发锤头，所述击发锤头贴置于所述钢化玻璃板，所述管道内壁间隔的设有多个压力传感器和多个光电传感器，所述压力传感器连接于压力测试记录仪，所述光电传感器连接于光电测试记录仪，所述管道外对应每个所述光电传感器的位置设有光源，所述光源与所述光电传感器之间设有透明面板供所述光源穿过。进一步，所述钢化玻璃板与所述煤样罐内壁之间通过密封垫圈密封。进一步，所述钢化玻璃板的边缘有固定卡头，所述卡头的一端固定于所述煤样罐内壁，另一端扣住所述钢化玻璃板。进一步，所述开口处外侧设有两个调节板，两个所述调节板之间形成突出口，所述突出口位于所述管道内。进一步，每个所述调节板上设有多排调节孔，通过螺栓固定于不同排的调节孔来调节两个所述调节板之间的距离，以调节所述突出口的大小。进一步，所述管道为方形管道，所述管道的顶面、底面及第一侧面为钢板，与所述第一侧面相对的第二侧面为所述透明面板，所述压力传感器设于所述顶面的内壁，所述光电传感器设于所述第一侧面的内壁，所述光源位于所述透明面板的外侧，且与所述光电传感器一一对应。进一步，所述击发装置远离所述击发锤头的一端设有保险销，未突出时，所述保险销固定所述击发装置，待突出时，撤掉所述保险销。进一步，所述空气压缩机与所述补气气包之间、所述补气气包与所述煤样罐之间均设有补气调节阀，以调节进入所述煤样罐内的气体。进一步，所述煤样罐的一侧设有压力表及所述压力传感器，所述压力表用于读取所述煤样罐内的压力，所述压力传感器连接于所述压力测试记录仪。一种采用上述有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置的方法，包括向所述煤样罐内装入颗粒煤样；打开所述空气压缩机向所述补气气包内充气，所述补气气包持续向所述煤样罐内充气；煤与瓦斯突出试验时，所述击发锤头敲击所述钢化玻璃板将其破坏，所述煤样罐内的煤与瓦斯突出至所述管道内，通过所述压力传感器测定所述管道内瓦斯压力，反映突出瓦斯的运移状态，通过所述光电传感器和光源测得突出煤流的运移情况。本专利技术的有益效果：补气气包连接于煤样罐，可以不断向煤样罐内补给气体，更真实模拟煤与瓦斯突出灾害发生过程，在煤样罐开口处设置钢化玻璃板和击发装置，通过击发装置击碎钢化玻璃板，控制突出试验开始，通过压力传感器可以测定管道内瓦斯压力，能够反映出突出瓦斯在管道内的运移状态，通过光电传感器和光源可测得突出煤流的运移位置，且通过透明面板可以监测突出过程中煤流的运移情况，透明面板也可用于对突出后煤堆积状态进行拍照，了解突出煤的分选性。附图说明图1为本专利技术有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置的俯视图；图2为本专利技术有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置的前视图；图3为本专利技术有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置的侧视图；图中，1—煤样罐、2—开口、3—钢化玻璃板、4—密封垫圈、5—固定卡头、6—调节板、7—调节孔、8—击发装置、9—击发锤头、10—管道、11—钢板、12—透明面板、13—压力传感器、14—光电传感器、15—光源、16—压力测试记录仪、17—光电测试记录仪、18—补气气包、19—泄压阀、20—空气压缩机、21—补气调节阀、22—压力表、23—保险销。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。如图1，本专利技术提供一种有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置，包括煤样罐1，煤样罐1的一侧连接有补气气包18，补气气包18连接于空气压缩机20，煤样罐1的另一侧设有开口2，开口2处内侧设有钢化玻璃板3，开口处外侧设有管道10，钢化玻璃板3处设有击发装置8。通过空气压缩机20和补气气包18可以向煤样罐1内持续补充气体，更真实模拟煤与瓦斯突出灾害发生过程，钢化玻璃板3处设有击发装置8，在进行煤与瓦斯突出试验时，通过击发装置8击碎钢化玻璃板3，使得煤与瓦斯从突出口突出至管道10内，观察并测定煤与瓦斯突出后在管道10内的运移情况，为次生灾害的预防提供依据。如图1及图2，煤样罐1为重力型突出喷源罐，空气压缩机20为高压柱塞式空气压缩机，空气压缩机20与补气气包18之间通过直径为15mm的高压管道连接，高压管道上设有补气调节阀21，补气气包18的一侧设有泄压阀19，在试验完成后将补气气包18内的压力卸除，补气气包18与煤样罐1之间通过直径为30mm的高压管道连接，该高压管道上也设有补气调节阀21，通过上述两个补气调节阀21，可以控制空气压缩机20或/和补气气包18向煤样罐1内充气的流量和充气速度。煤样罐1的一侧设有压力表22，通过压力表22可以直接读取煤样罐1内的压力值，保证煤样罐1内的压力正常，若压力过大则采用泄压阀19本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置，其特征在于，包括：煤样罐，所述煤样罐的一侧连接有补气气包，所述补气气包连接于空气压缩机，所述煤样罐的另一侧设有开口，所述开口处内侧设有钢化玻璃板，所述钢化玻璃板固定于所述煤样罐内壁，所述开口处外侧设有管道，所述管道的端部固定于所述煤样罐外壁，所述管道外设有击发装置，所述击发装置的一端固定于所述管道外侧，另一端设有击发锤头，所述击发锤头贴置于所述钢化玻璃板，所述管道内壁间隔的设有多个压力传感器和多个光电传感器，所述压力传感器连接于压力测试记录仪，所述光电传感器连接于光电测试记录仪，所述管道外对应每个所述光电传感器的位置设有光源，所述光源与所述光电传感器之间设有透明面板供所述光源穿过。

【技术特征摘要】
1.一种有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置，其特征在于，包括：煤样罐，所述煤样罐的一侧连接有补气气包，所述补气气包连接于空气压缩机，所述煤样罐的另一侧设有开口，所述开口处内侧设有钢化玻璃板，所述钢化玻璃板固定于所述煤样罐内壁，所述开口处外侧设有管道，所述管道的端部固定于所述煤样罐外壁，所述管道外设有击发装置，所述击发装置的一端固定于所述管道外侧，另一端设有击发锤头，所述击发锤头贴置于所述钢化玻璃板，所述管道内壁间隔的设有多个压力传感器和多个光电传感器，所述压力传感器连接于压力测试记录仪，所述光电传感器连接于光电测试记录仪，所述管道外对应每个所述光电传感器的位置设有光源，所述光源与所述光电传感器之间设有透明面板供所述光源穿过。2.根据权利要求1所述的有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置,其特征在于：所述钢化玻璃板与所述煤样罐内壁之间通过密封垫圈密封。3.根据权利要求1所述的有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置,其特征在于：所述钢化玻璃板的边缘有固定卡头，所述卡头的一端固定于所述煤样罐内壁，另一端扣住所述钢化玻璃板。4.根据权利要求1所述的有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置,其特征在于：所述开口处外侧设有两个调节板，两个所述调节板之间形成突出口，所述突出口位于所述管道内。5.根据权利要求4所述的有补给气源的煤与瓦斯突出试验装置,其特征在于：每个所述调节板上设有多排调节孔，通过螺栓固定于不同排的调节孔来调节两个所述调节板之间的距离，以调节所述突出口的大小。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗翔，王雅迪，李腾，王天明，张慧博，张明乾，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21