CN109991107B - 突出模拟试验系统的可控快速泄压装置及其使用方法 - Google Patents

突出模拟试验系统的可控快速泄压装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤与瓦斯突出模拟试验系统的可控快速泄压装置，承压夹持器位于左支座与右支座之间，并安装在试件箱的突出口外；承压夹持器采用左中右三段式组装结构，承压夹持器的中段侧壁上开有充气孔，试件箱内的气流能经突出口进入左支座、承压夹持器的左段、第一爆破片围成的密闭空间，充气孔的气体能进入承压夹持器的中段、承压夹持器的右段、第一爆破片、第二爆破片围成的密闭空间。本发明还提供了上述突出模拟试验系统的可控快速泄压装置的使用方法。能实现突出口的快速自动泄压，避免了突出口打开过慢对突出能量的影响，更真实地模拟煤与瓦斯突出过程；爆破时间人为控制，不受试件箱内压力影响，可进行不同压力下的突出试验。

Description

突出模拟试验系统的可控快速泄压装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种煤与瓦斯突出模拟试验系统的可控快速泄压装置，用于煤与瓦斯的突出机理研究。
背景技术
随着矿井开采深度和强度的不断提高，与煤岩体失稳破坏相关的矿井动力灾害事故日趋严重，冲击地压和煤与瓦斯突出发生的频度、强度以及破坏程度。随着采深的增加，瓦斯压力的升高具有明显的上升趋势，且相当一部分深井灾害表现出冲击地压、煤与瓦斯突出两种动力灾害同时存在、相互耦合的现象，即深井复合动力灾害。而在煤与瓦斯突出机理研究方面被广大学者普遍接受的是综合作用假说，即煤与瓦斯突出是由应力、瓦斯压力和煤的力学性质综合作用的结果。因此通过煤与瓦斯突出模拟试验系统，对应力作用下的煤与瓦斯突出机理研究就很有必要。
目前，国内外的煤与瓦斯突出模拟试验系统，试件箱体突出口的打开方式多为手动，打开速度较慢，在一定程度上影响了煤与瓦斯突出的时间和强度，与真实井下煤与瓦斯突出存在差别。
发明内容
本发明旨在提供一种安装在试件箱突出口外侧的可控快速泄压装置，能够对突出压力进行控制，并且实现突出口的快速泄压，避免了突出口打开过慢对突出能量的影响，更真实地模拟煤与瓦斯突出过程。
为此，本发明所采用的技术方案为：一种突出模拟试验系统的可控快速泄压装置，包括左支座、右支座、承压夹持器，所述承压夹持器位于左支座与右支座之间，并通过呈圆周均布的螺栓螺母组件锁紧安装在试件箱的突出口外；所述承压夹持器采用左中右三段式组装结构，所述左支座、右支座以及承压夹持器的每段中部均开有正对突出口的气流过孔，承压夹持器的左段与中段之间夹持安装有第一爆破片，承压夹持器的中段与右段之间夹持安装有第二爆破片，第一、第二爆破片的内侧分别安装有一个压力传感器，所述承压夹持器的中段侧壁上开有充气孔，试件箱内的气流能经突出口进入所述左支座、承压夹持器的左段、第一爆破片围成的密闭空间，充气孔的气体能进入承压夹持器的中段、承压夹持器的右段、第一爆破片、第二爆破片围成的密闭空间。
作为上述方案的优选，所述承压夹持器的左中右三段之间通过环形台阶进行径向限位以确保同轴安装，所述承压夹持器还包括至少两块固定片，每块固定片的左右两端分别通过锁紧螺钉固定在承压夹持器的左段和右段的外壁上，实现左中右三段的快速组装。简化承压夹持器的组装结构，并能保证安装稳固可靠，能快速装拆。
进一步优选为，所述左支座、右支座以及承压夹持器的每段中部开设的气流过孔均是与突出口大小相等，且同轴的圆孔。
进一步优选为，所述左支座与承压夹持器的左段之间安装有密封圈，进一步增加密封效果。
同时本发明还提供了上述突出模拟试验系统的可控快速泄压装置的使用方法，包括以下步骤：
第一步：试验准备阶段；
先将承压夹持器内部安装好第一、第二爆破片及两个压力传感器，并将整个可控快速泄压装置安装在试件箱突出口的外壁面上；
第二步：试验过程中，在试件箱加压的同时增压泵通过充气孔向承压夹持器内加压，压力保持低于试件箱压力，并低于第一、第二爆破片的爆破压力，与试件箱连接一端的第一爆破片所受的压力有一部分被承压夹持器内压力平衡，第一爆破片不会破坏；与空气接触端的第二爆破片因压力低于爆破压力也不会爆破；承压夹持器内的压力由压力传感器进行精确测量并显示；
第三步：当压力传感器监测到压力达到预定值，准备进行煤与瓦斯突出试验时，由增压泵继续通过充气孔对承压夹持器加压，直至与空气接触端的第二爆破片首先爆破，随后由于试件箱内气压与承压夹持器内气压失衡，导致煤与瓦斯突出模拟过程。
突出模拟试验系统的可控快速泄压装置的工作原理是：当承压夹持器内的压力大于爆破压力时，与试件箱连接一端的第一爆破片所受的压力还达不到爆破压力，第一爆破片不会破坏；与空气接触端的第二爆破片首先破坏，承压夹持器内的压力瞬时释放，此时试件箱连接一端的第一爆破片没有了平衡压力，试件箱内压力远远大于爆破压力，第一爆破片瞬时爆破，从而实现爆破时间的人为控制。
本发明的有益效果：能实现突出口的快速自动泄压，避免了突出口打开过慢对突出能量的影响，更真实地模拟煤与瓦斯突出过程；爆破时间人为控制，不受试件箱内压力影响，可进行不同压力下的突出试验，能够对突出压力进行控制。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是左支座的结构示意图。
图3是承压夹持器的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：
结合图1—图3所示，一种突出模拟试验系统的可控快速泄压装置，主要由左支座1、右支座2、承压夹持器3、螺栓螺母组件4、试件箱5、第一爆破片6、第二爆破片7、压力传感器8、密封圈9组成。
承压夹持器3位于左支座1与右支座2之间，并通过呈圆周均布的四颗螺栓螺母组件4锁紧安装在试件箱5的突出口外。螺栓螺母组件4的数量不限于四颗，根据需要设置。
承压夹持器3采用左中右三段式组装结构，左支座1、右支座2以及承压夹持器3的每段中部均开有正对突出口的气流过孔。最好是，左支座1、右支座2以及承压夹持器3的每段中部开设的气流过孔均是与突出口大小相等，且同轴的圆孔，从而形成一个圆柱状的气流通道。
承压夹持器3的左段与中段之间夹持安装有第一爆破片6，承压夹持器3的中段与右段之间夹持安装有第二爆破片7，即第一爆破片6靠近试件箱5，第二爆破片7与空气接触。第一爆破片6、第二爆破片7的内侧分别安装有一个压力传感器8。承压夹持器3的中段侧壁上开有充气孔3a，可通过增压泵向承压夹持器3内充气。试件箱5内的气流能经突出口进入左支座1、承压夹持器3的左段、第一爆破片6围成的密闭空间。充气孔3a的气体能进入承压夹持器3的中段、承压夹持器3的右段、第一爆破片6、第二爆破片7围成的密闭空间。
最好是，承压夹持器3的左中右三段之间通过环形台阶进行径向限位以确保同轴安装，承压夹持器3还包括至少两块固定片3b，每块固定片3b的左右两端分别通过锁紧螺钉3c固定在承压夹持器3的左段和右段的外壁上，实现左中右三段的快速组装。另外，左支座1与承压夹持器3的左段之间安装有密封圈9，在左支座1上开有密封圈安装孔1a。
承压夹持器3固定在左支座1与右支座2之间，利用螺栓螺母组件4的预紧力保持稳定，使用密封圈9实现承压夹持器3与左支座1贴合面的高气密性。两个爆破片固定在承压夹持器3内，两个压力传感器分别贴合各自对应的爆破片的内侧安装。
上述突出模拟试验系统的可控快速泄压装置的使用方法，包括以下步骤：
第一步：试验准备阶段；
先将承压夹持器内部安装好第一、第二爆破片及两个压力传感器，并将整个可控快速泄压装置安装在试件箱突出口的外壁面上。
第二步：试验过程中，在试件箱加压的同时增压泵通过充气孔向承压夹持器内加压，压力保持低于试件箱压力，并低于第一、第二爆破片的爆破压力，与试件箱连接一端的第一爆破片所受的压力有一部分被承压夹持器内压力平衡，第一爆破片不会破坏；与空气接触端的第二爆破片因压力低于爆破压力也不会爆破；承压夹持器内的压力由压力传感器进行精确测量并显示。
第三步：当压力传感器监测到压力达到预定值，准备进行煤与瓦斯突出试验时，由增压泵继续通过充气孔对承压夹持器加压，直至与空气接触端的第二爆破片首先爆破，随后由于试件箱内气压与承压夹持器内气压失衡，导致煤与瓦斯突出模拟过程。

Claims (5)

1.一种突出模拟试验系统的可控快速泄压装置，其特征在于：包括左支座(1)、右支座(2)、承压夹持器(3)，所述承压夹持器(3)位于左支座(1)与右支座(2)之间，并通过呈圆周均布的螺栓螺母组件(4)锁紧安装在试件箱(5)的突出口外；所述承压夹持器(3)采用左中右三段式组装结构，所述左支座(1)、右支座(2)以及承压夹持器(3)的每段中部均开有正对突出口的气流过孔，承压夹持器(3)的左段与中段之间夹持安装有第一爆破片(6)，承压夹持器(3)的中段与右段之间夹持安装有第二爆破片(7)，第一、第二爆破片(6、7)的内侧分别安装有一个压力传感器(8)，所述承压夹持器(3)的中段侧壁上开有充气孔(3a)，试件箱内的气流能经突出口进入所述左支座(1)、承压夹持器(3)的左段、第一爆破片(6)围成的密闭空间，充气孔(3a)的气体能进入承压夹持器(3)的中段、承压夹持器(3)的右段、第一爆破片(6)、第二爆破片(7)围成的密闭空间。
2.按照权利要求1所述的突出模拟试验系统的可控快速泄压装置，其特征在于：所述承压夹持器(3)的左中右三段之间通过环形台阶进行径向限位以确保同轴安装，所述承压夹持器(3)还包括至少两块固定片(3b)，每块固定片(3b)的左右两端分别通过锁紧螺钉(3c)固定在承压夹持器(3)的左段和右段的外壁上，实现左中右三段的快速组装。
3.按照权利要求2所述的突出模拟试验系统的可控快速泄压装置，其特征在于：所述左支座(1)、右支座(2)以及承压夹持器(3)的每段中部开设的气流过孔均是与突出口大小相等，且同轴的圆孔。
4.按照权利要求3所述的突出模拟试验系统的可控快速泄压装置，其特征在于：所述左支座(1)与承压夹持器(3)的左段之间安装有密封圈(9)。
5.一种包含按照权利要求1—4中任一项所述的突出模拟试验系统的可控快速泄压装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：试验准备阶段；
先将承压夹持器内部安装好第一、第二爆破片及两个压力传感器，并将整个可控快速泄压装置安装在试件箱突出口的外壁面上；
第二步：试验过程中，在试件箱加压的同时增压泵通过充气孔向承压夹持器内加压，压力保持低于试件箱压力，并低于第一、第二爆破片的爆破压力，与试件箱连接一端的第一爆破片所受的压力有一部分被承压夹持器内压力平衡，第一爆破片不会破坏；与空气接触端的第二爆破片因压力低于爆破压力也不会爆破；承压夹持器内的压力由压力传感器进行精确测量并显示；
第三步：当压力传感器监测到压力达到预定值，准备进行煤与瓦斯突出试验时，由增压泵继续通过充气孔对承压夹持器加压，直至与空气接触端的第二爆破片首先爆破，随后由于试件箱内气压与承压夹持器内气压失衡，导致煤与瓦斯突出模拟过程。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111579749B (zh) * 2020-05-11 2022-12-06 煤炭科学技术研究院有限公司 一种煤与瓦斯突出的动力诱发实验方法
CN116183864B (zh) * 2022-12-23 2023-08-22 重庆大学 多场耦合条件下轴向端面煤与瓦斯突出模拟试验系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101183691A (zh) * 2007-11-30 2008-05-21 中山大学 半导体光电探测器芯片结构
US20100170573A1 (en) * 2009-01-06 2010-07-08 Draper Don R Pressure relief mechanism having a rupture disk
CN105784490A (zh) * 2016-03-01 2016-07-20 山东科技大学 瓦斯泄压条件下煤体破坏可视监测实验装置
CN106769548A (zh) * 2016-12-09 2017-05-31 重庆大学 含瓦斯煤体发生冲击地压模拟试验装置及其方法
CN107389678B (zh) * 2017-06-26 2020-03-24 重庆大学 煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验方法
CN107290343B (zh) * 2017-06-26 2020-03-24 重庆大学 煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统

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