一种承载煤裂隙观测及瓦斯渗流可视化实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种承载煤裂隙观测及瓦斯渗流可视化实验装置，解决了不透明的实验装置无法满足实验需要问题。本发明专利技术包括透明钢化玻璃，透明钢化玻璃安装在底座上，透明钢化玻璃和底座之间设有压力室，压力室通过管路依次与第一阀门、第一压力表、围压供气压装置连通，压力室通过管路与第二阀门连通；压力室内设有透明热缩管，透明热缩管内部设有试件，透明热缩管的上部配合有上岩芯塞，上岩芯塞与活塞杆连接，活塞杆穿过透明钢化玻璃，活塞杆与透明钢化玻璃之间设有密封胶圈，活塞杆与加载缸体连接，加载缸体与液压油连接。本发明专利技术采用透明钢化玻璃、透明热缩管包围煤试件，压力室采用气体供压，不影响裂隙扩展的图像观测，显微摄像机实时动态监测。

Observation device for carrying coal seam observation and gas seepage visualization

The invention provides a visual observation device for carrying coal seam observation and gas seepage, which solves the problem that the opaque experimental device can not meet the experimental requirements. The invention comprises a transparent toughened glass, transparent toughened glass is installed on the base, a pressure chamber is arranged between the transparent glass and a pressure chamber connected with the first valve, pressure gauge, pressure for the first pneumatic device connected through the pipeline, the pressure chamber through the pipe and valve second; the pressure chamber is provided with a transparent transparent heat shrinkable tube, heat shrinkable tube inside the specimen, the upper transparent heat shrinkable tube with a core plug on the core plug is connected with a piston rod, the piston rod through the transparent glass, the sealing rubber ring is arranged between the piston rod and the transparent toughened glass, the piston rod is connected with the loading cylinder, hydraulic oil cylinder and load connection. The invention adopts transparent tempered glass and transparent heat shrinkable tube to surround the coal sample, and the pressure chamber adopts gas pressure to supply the image observation without affecting the crack propagation, and the micro camera real-time dynamic monitoring.

【技术实现步骤摘要】
一种承载煤裂隙观测及瓦斯渗流可视化实验装置
本专利技术涉及瓦斯渗透性实验装置，特别是指一种承载煤裂隙观测及瓦斯渗流可视化实验装置。
技术介绍
煤与瓦斯突出是煤矿生产中遇到的一种极为复杂的矿井瓦斯动力现象。近些年来，各地煤矿瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出事故频发，煤矿瓦斯灾害已严重影响到煤炭工业的健康发展。煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯压力及煤岩物理力学性质共同作用的结果。因此，深入研究地应力、瓦斯耦合作用下的煤岩力学特性，特别是从细观角度，对煤岩破坏过程中裂纹的产生、扩展动态过程以及最后破坏状态进行研究，有利于更深入地了解含瓦斯煤岩的物理力学性质，对揭示煤岩动力现象发生机理及开发相应灾害防治技术具有重要的理论价值和工程指导意义。目前，瓦斯渗透性实验装置的夹持器多为不透明刚性材料，相当于瓦斯渗透性实验在一个黑箱里进行，若要研究瓦斯渗流过程当中煤的裂隙扩展特征，现有装置无法满足实验需要；现有渗透板结构不合理，瓦斯渗透效果不好，得不到较好的实验现象；装置智能化程度低，实验过程繁琐，增加实验人员的劳动量。
技术实现思路
本专利技术提出一种承载煤裂隙观测及瓦斯渗流可视化实验装置，解决了不透明的实验装置无法满足实验需要问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种承载煤裂隙观测及瓦斯渗流可视化实验装置，包括透明钢化玻璃，透明钢化玻璃安装在底座上，透明钢化玻璃和底座之间设有压力室，压力室通过管路依次与第一阀门、第一压力表、围压供气压装置连通，压力室通过管路与第二阀门连通；压力室内设有透明热缩管，透明热缩管内部设有试件，透明热缩管的上部配合有上岩芯塞，上岩芯塞与活塞杆连接，活塞杆穿过透明钢化玻璃，活塞杆与透明钢化玻璃之间设有密封胶圈，活塞杆与加载缸体连接，加载缸体与液压油连接，试件通过管路依次与上岩芯塞、活塞杆、流量计、减压阀、甲烷气体连通；透明热缩管的下部配合有下岩芯塞，下岩芯塞与底座配合，试件通过管路依次与下岩芯塞、底座、第三阀门、阻尼器、真空泵连通；透明钢化玻璃外部设有显微摄像机，显微摄像机与计算机连接。所述的加载缸体与液压油通过两条管路连接，一条管路上设有第二压力表，另一条管路上设有第三压力表，第一压力表、第二压力表和第三压力表均与计算机连接，第一阀门、第二阀门和第三阀门均与计算机连接，流量计和真空泵均与计算机连接。所述的上岩芯塞与试件之间设有渗流板，下岩芯塞与试件之间设有渗流板，渗流板的半径为nR，渗流板包括由内到外的n层，相邻的两层之间设有隔板，渗流板第一层为半径为R的中心圆，第2~n层为环宽为R的圆环，n-1个圆环的半径从2*R增加至n*R并且依次增加R，中心圆上开有一个通孔，第n层的圆环分为面积相同的2n-1块，每层圆环相邻的两块之间设有隔板，每块中心处上有一个通孔，其中，n为正整数，R为正数。所述的底座内设有压力开关，压力开关与下岩芯塞配合，压力室内设有照明灯和光控开关，压力开关与光控开关连接，光控开关与照明灯连接，照明灯与计算机连接；压力室内设有瓦斯传感和气压传感，瓦斯传感和气压传感与计算机连接。本技术方案能产生的有益效果：能够在承载煤瓦斯渗流过程中对煤样裂隙扩展图像进行实时动态监测，采用透明钢化玻璃，同时煤试件周围采用透明热缩管包围，压力室采用气体供压，而气体不影响裂隙扩展的图像观测，采用显微摄像机对承载煤瓦斯渗流过程中煤样裂隙扩展进行实时动态监测。计算机监测、记录各装置的工作参数，并智能控制各装置的工作状态，实验人员不但可以监测当前实验状态，还可以调取计算机储存的实验进行研究观测，实验人员通过计算机智能控制实验的流程，使实验操作智能化，降低人工劳动量。本装置的渗流板结构合理，每个通孔分担相同体积的气体，使得气流更加均匀，更加真实的模拟瓦斯渗流过程，提高实验装置的真实性；照明灯能在实验进行时，光照强度不足的情况下辅助照明，提高显微摄像机拍摄清晰度，提高实验质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术结构示意图。图2为本专利技术渗流板结构图。其中：1-甲烷气体；2-减压阀；3-流量计；4-加载缸体；5-活塞杆；6-密封胶圈；7-透明钢化玻璃；8-压力室；9-透明热缩管；10-上岩芯塞；11-试件；12-下岩芯塞；13-底座；14-阀门；15-压力表；16-围压供气压装置；17-压力表；18-压力表；19-液压油；20-阀门；21-阀门；22-阻尼器；23-真空泵；24-计算机；25-显微摄像机；26-压力开关；27-光控开关；28-照明灯；29-瓦斯传感；30-气压传感。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，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，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付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。如图1~2所示，一种承载煤裂隙观测及瓦斯渗流可视化实验装置，包括透明钢化玻璃7，透明钢化玻璃7安装在底座13上，透明钢化玻璃7和底座13之间设有压力室8，压力室8通过管路依次与第一阀门14、第一压力表15、围压供气压装置16连通，压力室8通过管路与第二阀门20连通；压力室8内设有透明热缩管9，透明热缩管9内部设有试件11，透明热缩管9的上部配合有上岩芯塞10，上岩芯塞10与活塞杆5连接，活塞杆5穿过透明钢化玻璃7，活塞杆5与透明钢化玻璃7之间设有密封胶圈6，活塞杆5与加载缸体4连接，加载缸体4与液压油19连接，试件11通过管路依次与上岩芯塞10、活塞杆5、流量计3、减压阀2、甲烷气体1连通；透明热缩管9的下部配合有下岩芯塞12，下岩芯塞12与底座13配合，试件11通过管路依次与下岩芯塞12、底座13、第三阀门21、阻尼器22、真空泵23连通；透明钢化玻璃7外部设有显微摄像机25，显微摄像机25与计算机24连接。所述的加载缸体4与液压油19通过两条管路连接，一条管路上设有第二压力表17，另一条管路上设有第三压力表18，第一压力表15、第二压力表17和第三压力表18均与计算机24连接，第一阀门14、第二阀门20和第三阀门21均与计算机24连接，流量计3和真空泵23均与计算机24连接。所述的上岩芯塞（10）与试件（11）之间设有渗流板，下岩芯塞（12）与试件（11）之间设有渗流板，渗流板的半径为nR，渗流板包括由内到外的n层，相邻的两层之间设有隔板，渗流板第一层为半径为R的中心圆，第2~n层为环宽为R的圆环，n-1个圆环的半径从2*R增加至n*R并且依次增加R，中心圆上开有一个通孔，第n层的圆环分为面积相同的2n-1块，每层圆环相邻的两块之间设有隔板，每块中心处上有一个通孔，其中，n为正整数，R为正数。所述的底座13内设有压力开关26，压力开关26与下岩芯塞12配合，压力室8内设有照明灯28和光控开关27，压力开关26与光控开关27连接，光控开关27与照明灯28连接，照明灯28与计算机24连接；压力室8内设有瓦斯传感29和气压传感30，瓦斯传感29和气压传感3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种承载煤裂隙观测及瓦斯渗流可视化实验装置，其特征在于：包括透明钢化玻璃（7），透明钢化玻璃（7）安装在底座（13）上，透明钢化玻璃（7）和底座（13）之间设有压力室（8），压力室（8）通过管路依次与第一阀门（14）、第一压力表（15）、围压供气压装置（16）连通，压力室（8）通过管路与第二阀门（20）连通；压力室（8）内设有透明热缩管（9），透明热缩管（9）内部设有试件（11），透明热缩管（9）的上部配合有上岩芯塞（10），上岩芯塞（10）与活塞杆（5）连接，活塞杆（5）穿过透明钢化玻璃（7），活塞杆（5）与透明钢化玻璃（7）之间设有密封胶圈（6），活塞杆（5）与加载缸体（4）连接，加载缸体（4）与液压油（19）连接，试件（11）通过管路依次与上岩芯塞（10）、活塞杆（5）、流量计（3）、减压阀（2）、甲烷气体（1）连通；透明热缩管（9）的下部配合有下岩芯塞（12），下岩芯塞（12）与底座（13）配合，试件（11）通过管路依次与下岩芯塞（12）、底座（13）、第三阀门（21）、阻尼器（22）、真空泵（23）连通；透明钢化玻璃（7）外部设有显微摄像机（25），显微摄像机（25）与计算机（24）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种承载煤裂隙观测及瓦斯渗流可视化实验装置，其特征在于：包括透明钢化玻璃（7），透明钢化玻璃（7）安装在底座（13）上，透明钢化玻璃（7）和底座（13）之间设有压力室（8），压力室（8）通过管路依次与第一阀门（14）、第一压力表（15）、围压供气压装置（16）连通，压力室（8）通过管路与第二阀门（20）连通；压力室（8）内设有透明热缩管（9），透明热缩管（9）内部设有试件（11），透明热缩管（9）的上部配合有上岩芯塞（10），上岩芯塞（10）与活塞杆（5）连接，活塞杆（5）穿过透明钢化玻璃（7），活塞杆（5）与透明钢化玻璃（7）之间设有密封胶圈（6），活塞杆（5）与加载缸体（4）连接，加载缸体（4）与液压油（19）连接，试件（11）通过管路依次与上岩芯塞（10）、活塞杆（5）、流量计（3）、减压阀（2）、甲烷气体（1）连通；透明热缩管（9）的下部配合有下岩芯塞（12），下岩芯塞（12）与底座（13）配合，试件（11）通过管路依次与下岩芯塞（12）、底座（13）、第三阀门（21）、阻尼器（22）、真空泵（23）连通；透明钢化玻璃（7）外部设有显微摄像机（25），显微摄像机（25）与计算机（24）连接。2.根据权利要求1所述的承载煤裂隙观测及瓦斯渗流可视化实验装置，其特征在于：所述的加载缸体（4）与液压油（19）通过两条管路连接，一条管路上设有第二压力表（17），...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑吉玉，王公忠，田坤云，王振江，孙光中，
申请(专利权)人：河南工程学院，
类型：发明
国别省市：河南,41