CN102353853A

CN102353853A - 含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测装置

Info

Publication number: CN102353853A
Application number: CN2011101901711A
Authority: CN
Inventors: 潘一山; 肖晓春; 李忠华; 吕祥锋; 赵扬锋
Original assignee: Liaoning Technical University
Current assignee: Liaoning Technical University
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2031-07-08
Also published as: CN102353853B

Abstract

本发明涉及一种含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测装置，在筒体（13）内底部设一个凹槽，在凹槽中装有方锥台形绝缘垫（14），在绝缘垫（14）上面装方压头（15），在方压头（15）的上面放置方形的煤岩样体（16），煤岩样体（16）上面设与下面同样的方压头（15）和绝缘垫（14），定位套（3）的台肩上面用压紧螺母（4）螺纹连接固定在筒体（13）上，在压杆（1）内设中心孔（1-2），导电螺丝（12）固定在筒体（13）上，在密封螺栓（7）装绝缘套一（8），在导电螺丝（12）套装有绝缘套二（9），本发明为预测和防治煤与瓦斯突出、底板突水提供技术指导，实现含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测。

Description

含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测装置

技术领域

本发明属于煤矿生产安全监测装置，特别涉及一种含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测装置。

背景技术

目前，随着煤矿资源开采深度的日趋增加，煤矿中瓦斯突出、底板突水事故发生频率急剧增加，成为煤矿开采中主要动力灾害，对煤矿安全生产和人民生命安全产生极大危害。利用电荷监测煤矿动力灾害的装置较少，目前的电荷感应装置有加载、屏蔽、电荷传感器、数据采集和载荷位移记录等组成，中国国家知识产权局2009年7月22日公开的专利号为200810013033.4名称为“岩体电荷辐射仪”的发明专利，可以测量煤岩变形破裂产生电荷量，但不能实现含瓦斯或水煤岩变形破裂过程的全部过程感生电荷监测。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种适用于范围广、可实现煤岩变形破裂感生电荷的变化规律监测的含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测装置。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测装置包括筒体、压紧螺母、密封圈，其特点是在筒体内底部设一个凹槽，连通凹槽设一个中心孔，中心孔垂直连通筒体出口孔，在凹槽中装有方锥台形绝缘垫，绝缘垫与凹槽壁和筒体底面接触部用密封圈密封，在绝缘垫上面装方压头，方压头和绝缘垫均设有中心孔与筒体中心孔吻合连通，在方压头的上面放置方形的煤岩样体，煤岩样体上面设与下面同样的方压头和绝缘垫，在绝缘垫的上面装压杆，并用密封圈密封，压杆外围用带台肩的定位套压置在筒体的上端面上，定位套的台肩上面用压紧螺母螺纹连接固定在筒体上，在定位套的上面螺纹连接上端盖，上端盖压在压杆上面的台肩上，在上端盖外围面上均距对称设有四个把手插孔，定位套与压杆、筒体、压紧螺母之间均用密封圈密封，在压杆内设中心孔，并与上部绝缘垫和方压头中心孔吻合相通，与压杆中心孔垂直连通设压杆入口孔，在筒体的壁上对应煤岩样体中心处成90度水平方向设有四个导电螺丝，导电螺丝用空心的密封螺栓固定在筒体上，并用密封圈密封，在密封螺栓的两端头上装绝缘套一，绝缘套一套装在导电螺丝上，绝缘套一外设平垫，平垫外设螺母一、二，在导电螺丝的外部端头上套装有绝缘套二。

本发明的有益效果是：含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测装置采用可封存瓦斯、水且实现三轴加载的煤岩样夹持容器，完成含瓦斯或水煤岩变形破裂过程的合程感生电荷监测，获得煤与瓦斯突出、突水过程煤岩变形破裂感生电荷的前兆信息，为预测和防治煤与瓦斯突出、底板突水提供技术指导。本发明利用筒体、压杆、定位套、上端盖、压紧螺母和上、下方压头组装而成夹持密闭容器，容器上有气体、水进孔和出孔，完成煤岩样围压施加、向煤岩样中注瓦斯或水以及气体或水的排放，利用压杆传递上部轴向荷载，同时，在夹持密闭容器上安装电荷传感器，实现含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测，为预测和防治煤与瓦斯突出、底板突水提供可靠依据。

附图说明

以下结合附图实施例具体说明。

图1是含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测装置结构剖视图。

图中，1-压杆；1-1-压杆入口孔；1-2-压杆中心孔；2-上端盖；2-1-把手插孔；3-定位套；4-压紧螺母；5-密封圈；6-螺母一；7-密封螺栓；8-绝缘套一；9-绝缘套二；10-螺母二；11-平垫；12-导电螺丝；13-筒体；13-1-筒体出口孔；13-2-筒体中心孔；13-3-筒体围压入口孔；14-绝缘垫；15-方压头；16-煤岩样体。

具体实施方式

实施例，参照附图1，含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测装置是在一个圆形的筒体13底部设一个水平方向的筒体出口孔13-1，在与筒体出口孔13-1垂直方向且连通设一个筒体中心孔13-2，在筒体13壁上设一个筒体围压入口孔13-3，在筒体13内底部上设一个凹槽，凹槽内装一个方锥形的绝缘垫14，绝缘垫14与筒体13接触部位用密封圈5密封。在绝缘垫14上方设方压头15，方压头15和绝缘垫 14均设中心孔15-1、14-1并与筒体中心孔13-2吻合相通。在方压头15的上方设方形的煤岩样体16，在方形的煤岩样体16四周的筒体13壁上成90度设四个电荷感应器，电荷感应器主要是由装在筒体13壁上装的导电螺丝12，空心密封螺栓7组成，导电螺丝12用密封螺栓7固定在筒体13壁上的孔内，密封螺栓7两端头设绝缘套一8，绝缘套一8套装在导电螺丝12上，绝缘套一8外侧均设平垫11，平垫11外用螺母一6、螺母二10固定，在导电螺丝12的外部端头上套装绝缘套二9。在煤岩样体16的上部与下部对称设同样的方压头15和绝缘垫14，在绝缘垫14的上面装压杆1。压杆1的外围设带台肩的定位套3，定位套3的台肩下面压装在筒体13的上端面上，并用定位套3台肩上面的压紧螺母4固定在筒体13上。在定位套3上方螺纹连接固定上端盖2，在上端盖2上成90度设四个把手插孔2-1。在压杆1的上方内设水平的压杆入口孔1-1，在压杆1内设与压杆入口孔1-1垂直的中心孔1-2，压杆中心孔1-2与煤样体16上方的方压头中心孔15-1和绝缘垫中心孔14-1吻合相通。在筒体13与密封螺母7，定位套3连接处、定位套3与压杆1、压紧螺母4、绝缘垫 14与压杆1连接处均用密封圈5密封。

含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测装置的工作原理是：煤岩样体16通过上、下压头15压紧后放入筒体13的空腔部位，用压杆1、定位套3、上端盖2和压紧螺母4将煤岩样体16压紧，形成夹持坚固的密闭容器，在压杆入口孔1-1处向密闭容器内注入气体或水，筒体入口孔13-3处施加煤岩样体16围压，三轴压缩后的煤岩样体16的破裂电荷通过感应器进行监测，提供可靠的数据。筒体出口孔13-1用于排出气体或水。其入口孔1-1和出口孔13-1可允许的气体或水的压力为0Mpa~20Mpa。

Claims

1.一种含瓦斯或水煤岩三轴压缩破裂电荷监测装置，包括筒体（13）、压紧螺母（4）、密封圈（5），其特征在于在筒体（13）内底部设一个凹槽，连通凹槽设一个中心孔（13-2），中心孔（13-2）垂直连通筒体出口孔（13-1），在凹槽中装有方锥台形绝缘垫（14），绝缘垫（14）与凹槽壁和筒体（13）底面接触部用密封圈（5）密封，在绝缘垫（14）上面装方压头（15），方压头（15）和绝缘垫（14）均设有中心孔（14-1、15-1）与筒体中心孔（13-2）吻合连通，在方压头（15）的上面放置方形的煤岩样体（16），煤岩样体（16）上面设与下面同样的方压头（15）和绝缘垫（14），在绝缘垫（14）的上面装压杆（1），并用密封圈（5）密封，压杆（1）外围用带台肩的定位套（3）压置在筒体（13）的上端面上，定位套（3）的台肩上面用压紧螺母（4）螺纹连接固定在筒体（13）上，在定位套（3）的上面螺纹连接上端盖（2），上端盖（2）压在压杆（1）上面的台肩上，在上端盖（2）外围面上均距对称设有四个把手插孔（2-1），定位套（3）与压杆（1）、筒体（13）、压紧螺母（4）之间均用密封圈（5）密封，在压杆（1）内设中心孔（1-2），并与上部绝缘垫（14）和方压头（15）中心孔（14-1、15-1）吻合相通，与压杆中心孔（1-2）垂直连通设压杆入口孔（1-1），在筒体（13）的壁上对应煤岩样体（16）中心处成90度水平方向设有四个导电螺丝（12），导电螺丝（12）用空心的密封螺栓（7）固定在筒体（13）上，并用密封圈（5）密封，在密封螺栓（7）的两端头上装绝缘套一（8），绝缘套一（8）套装在导电螺丝（12）上，绝缘套一（8）外设平垫（11），平垫（11）外设螺母一、二（6、10），在导电螺丝（12）的外部端头上套装有绝缘套二（9）。