一种瓦斯抽采钻孔多功能物理模拟实验装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种瓦斯抽采钻孔多功能物理模拟实验装置，包括主箱体、加载模块、气液加注模块和监测模块，加载模块包括加载元件和复合支撑板，加载模块的数量为三组，三组加载元件施加载荷的方向两两相垂直；气液加注模块能够向相似材料中注入液体和气体。本发明专利技术还提供一种瓦斯抽采钻孔多功能物理模拟实验装置的使用方法，向主箱体中填充相似材料，根据地层含水情况，利用气液加注模块向相似材料中加注水，利用加载模块从三个方向对相似材料施加载荷，利用气液加注模块令主箱体内压力保持稳定，随后进行模拟抽采，利用监测模块监测实验过程中相似材料内部的损伤过程及钻孔生命周期的参量。

【技术实现步骤摘要】
一种瓦斯抽采钻孔多功能物理模拟实验装置及使用方法
本专利技术涉及煤层瓦斯抽采实验设备
，特别是涉及一种瓦斯抽采钻孔多功能物理模拟实验装置及使用方法。
技术介绍
煤矿瓦斯是煤矿安全生产的主要灾害之一，同时又是一种清洁能源。近些年来，随着开采深度的增加，瓦斯灾害越来越成为影响煤矿安全生产的主要因素，瓦斯抽采是防治矿井瓦斯灾害的根本性方法。由于煤层的不可透视性，实际生产中无法直观观察到钻孔对煤层中裂隙结构的影响，因而难以准确设置各个抽采钻孔间的布置距离及打孔参数，容易出现串孔、钻孔间距不合理等弊端。且目前大部分矿井已进入深部开采阶段，水力割缝、水利造穴、气相预裂等卸压增透钻孔已经较大范围应用开来，在不同地质条件下，不同卸压增透措施的应用效果不同，如果不能准确的掌握卸压增透措施对煤岩体的影响效果，单纯靠经验进行布置施工，可能产生事倍功半的效果效果，甚至会导致诱发冲击地压的可能性。现有的实验室用钻孔模拟实验装置大多采用压头直接加载煤体，会出现加压不均、产生裂隙等弊端，且大多无法实现准确三轴加载，相应的监测方法也比较落后，降低了实验结果的准确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瓦斯抽采钻孔多功能物理模拟实验装置，其特征在于：包括主箱体、加载模块、气液加注模块和监测模块，所述主箱体内能够容纳待测试的相似材料，所述主箱体具有箱体开口和活动挡板，所述箱体开口与所述主箱体的内腔相连通，所述活动挡板与所述主箱体可拆卸连接，所述活动挡板设置于所述箱体开口处；所述加载模块包括加载元件和复合支撑板，所述加载元件能够向所述复合支撑板施加载荷，所述加载元件施加载荷的方向与所述复合支撑板相垂直，待测试的相似材料位于所述复合支撑板与所述主箱体的内壁围成的空腔内，所述加载模块的数量为三组，三组所述加载元件施加载荷的方向两两相垂直；所述气液加注模块与所述主箱体的内腔相连通，所述气液加注...

【技术特征摘要】
1.一种瓦斯抽采钻孔多功能物理模拟实验装置，其特征在于：包括主箱体、加载模块、气液加注模块和监测模块，所述主箱体内能够容纳待测试的相似材料，所述主箱体具有箱体开口和活动挡板，所述箱体开口与所述主箱体的内腔相连通，所述活动挡板与所述主箱体可拆卸连接，所述活动挡板设置于所述箱体开口处；所述加载模块包括加载元件和复合支撑板，所述加载元件能够向所述复合支撑板施加载荷，所述加载元件施加载荷的方向与所述复合支撑板相垂直，待测试的相似材料位于所述复合支撑板与所述主箱体的内壁围成的空腔内，所述加载模块的数量为三组，三组所述加载元件施加载荷的方向两两相垂直；所述气液加注模块与所述主箱体的内腔相连通，所述气液加注模块能够向相似材料中注入液体和气体，所述监测模块能够监测实验过程中相似材料内部的损伤过程及钻孔生命周期的参量。


2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔多功能物理模拟实验装置，其特征在于：所述加载模块还包括壳体，所述加载元件设置于所述壳体内，所述壳体与所述主箱体可拆卸连接，所述壳体的内腔与所述主箱体的内腔相连通，所述加载元件采用液压加载，所述加载元件包括液压缸、液压杆和液压头，所述液压缸设置于所述壳体上，所述液压杆的一端可滑动地与所述液压缸相连，所述液压杆的另一端与所述液压头相连，所述液压杆能够带动所述液压头往复运动，所述液压头能够与所述复合支撑板相抵接，所述液压杆与所述液压头连接处还设置压力位移传感器；
所述壳体内还设置防尘挡板，所述防尘挡板设置于所述液压缸与所述液压头之间，所述液压杆可滑动地穿过所述防尘挡板；
每一组所述加载模块中，所述加载元件的数量为四组，四组所述加载元件相平行且连线呈矩形。


3.根据权利要求2所述的瓦斯抽采钻孔多功能物理模拟实验装置，其特征在于：三块所述复合支撑板两两相抵且两两相垂直设置，所述复合支撑板的体积在另外两块所述复合支撑板的压力作用下能够被压缩。


4.根据权利要求3所述的瓦斯抽采钻孔多功能物理模拟实验装置，其特征在于：所述复合支撑板为分体式结构，所述复合支撑板包括主支撑板和连接板，所述连接板可滑动地与所述主支撑板相连，所述主支撑板、所述连接板的数量均为四块，所述连接板能够连接相邻的所述主支撑板；
所述主支撑板具有滑槽，所述连接板具有突出部分，所述突出部分可滑动地设置于所述滑槽内，所述突出部分与所述滑槽之间还设置弹性件，所述弹性件的形变方向与所述突出部分、所述滑槽的相对滑动方向相平行；所述主支撑板与所述连接板之间还设置导槽、导向条，所述导向条设置于所述连接板上，所述导槽位于所述主支撑板上，所述导向条可滑动地设置于所述导槽上，所述导向条、所述导槽的相对滑动方向与所述滑槽、所述突出部分的相对滑动方向相平行。


5.根据权利要求4所述的瓦斯抽采钻孔多功能物理...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛俊华，詹可亮，杜轩宏，马骞，靳高汉，
申请(专利权)人：西安科技大学，平顶山天安煤业股份有限公司六矿，
类型：发明
国别省市：陕西;61