CN114235533A - 一种内置孔-裂隙型煤制备结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内置孔‑裂隙型煤制备结构及方法，包括型煤液压装置、型煤模具、恒温箱；所述的型煤液压装置包括液压缸、活塞杆、固定支架、限位底座、作业台；所述的型煤模具包括压头、标准钢筒、上垫块、煤粉、可溶或可气化材料、下垫块，其中可溶或可气化材料可以是樟脑丸、糖块等。本发明可在型煤制作时，将可溶或可气化材料预先制备成所需裂隙形状和一定数量，与煤粉一起装填入型煤模具中，待煤粉成型后恒温气化可气化材料，或者浸泡水中溶化可溶材料得到所需型煤，具有操作简单、灵活，可预制各种形状、尺寸及数量的孔‑裂隙的特点。
Description
技术领域
本发明涉及页岩试件解吸甲烷实验装置技术领域，具体为一种内置孔-裂隙型煤制备结构及方法。
背景技术
我国煤炭资源丰富，是世界第一产煤大国，目前煤炭、煤系气是我国的主要支柱能源；目前随着我国煤矿开采深度增加，煤矿安全问题、煤系气产能问题是我国煤炭资源发展的最大障碍，国内外许多学者研究表明，煤储层裂隙发育情况直接影响了煤系气抽采效果，煤储层具有多层性并且厚度薄的特征，以型煤特征来表征原煤的特征已成为实验中研究原煤的重要手段。
但在实验室中型煤预制裂隙却仍停留在非常传统的手段，插缝法作为最广泛的预制裂隙方法存在着预制裂隙产状不易控制、周期长精度低等缺点，尤其是对于硬度较低的型煤，拔出裂隙插件时经常造成试件损坏。此外，裂隙插件形状简单，无法对复杂的裂隙进行研究，并且裂缝插件贯通型煤，无法将裂缝内置在型煤内部。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内置孔-裂隙型煤制备结构及方法，不仅可以制备复杂孔-裂隙的型煤，孔-裂隙内置在型煤体内，而且基本不会损害煤体，设备简单、方法简单，成本低廉，以克服现有技术的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种内置孔-裂隙型煤制备结构，包括型煤液压装置和型煤模具，所述煤液压装置与型煤模具相互配合；
所述型煤液压装置包括作业台，在作业台中部固定设置有限位底座，在限位底座上方设置固定支架，固定支架的支腿固定在作业台，在固定支架中部下侧设置有液压缸，在液压缸驱动端设置活塞杆；
所述型煤模具包括标准钢筒，在标准钢筒的底部设置有下垫块，在标准钢筒的上部设置有上垫块，位于上垫块和下垫块之间的标准钢筒内填充有煤粉，在煤粉内设置有多个由可溶或可气化材料制成的硬块，在上垫块上方设置有压头；
所述压头与活塞杆位置对应，所述标准钢筒卡入限位底座上。
作为本发明的进一步方案：所述标准钢筒的底部设置为环形卡台结构，且该环形卡台结构与下垫块相互卡紧。
一种内置孔-裂隙型煤制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将下垫块放置在钢筒底部，装填煤粉，装填规定深度后埋入固定形状的由可溶或可气化材料制成的硬块，再继续装填煤粉，然后依次放置上垫块和压头；
步骤二、将型煤模具卡合在已经安装好的限位底座上，使得压头与活塞杆位置对齐，打开液压缸，压制型煤；
步骤三、型煤被压且成型后，逐级泄压直至活塞杆完全提升，取出型煤模具，取出压头和上垫块，把型煤模具倒放在工作台上，使用锤击工具击打下垫块，将型煤推出；
步骤四、取出型煤后，将型煤特殊处理，将可溶或可气化材料完全气化或溶化，形成含内置的孔-裂隙的型煤。
作为本发明的进一步方案：所述液压缸的负荷为150-250KN.
作为本发明的进一步方案：所述型煤被压时间不低于40min。
作为本发明的进一步方案：所述步骤四种型煤特殊处理是指将型煤放置内恒温箱中，通过温度控制将由可溶或可气化材料完全气化或融化。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明不仅可以制备复杂孔-裂隙的型煤，孔-裂隙内置在型煤体内，而且基本不会损害煤体，设备简单、方法简单，成本低廉。
附图说明
图1为本发明中液压装置的结构示意图；
图2为本发明中型煤模具的结构示意图；
图3为图2的仰视图。
图中：1-液压缸；2-活塞杆；3-限位底座；4-固定支架；5-作业台；6-压头；7-标准钢筒；8-上垫块；9-煤粉；10-由可溶或可气化材料制成的硬块；11-下垫块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本实施例提供一种技术方案：.一种内置孔-裂隙型煤制备结构，包括型煤液压装置和型煤模具，所述煤液压装置与型煤模具相互配合；
所述型煤液压装置包括作业台5，在作业台5中部固定设置有限位底座3，在限位底座3上方设置固定支架4，固定支架4的支腿固定在作业台5，在固定支架4中部下侧设置有液压缸1，在液压缸1驱动端设置活塞杆2；所述工作台上设有凸起，所述限位底座底板上设有限位孔，通过限位孔卡合固定在工作台的凸起上，所述限位式底座内径与标准钢筒的内径相同，所述限位底座与标准钢筒卡合。
所述型煤模具包括标准钢筒7，在标准钢筒7的底部设置有下垫块11，在标准钢筒7的上部设置有上垫块8，位于上垫块8和下垫块11之间的标准钢筒7内填充有煤粉9，在煤粉9内设置有多个由可溶或可气化材料制成的硬块10，在上垫块8上方设置有压头6；所述标准钢筒7的底部设置为环形卡台结构，且该环形卡台结构与下垫块11相互卡紧，防止移动标准钢筒7时下垫块11脱落。
所述压头6与活塞杆2位置对应，所述标准钢筒7卡入限位底座3上。
根据上述结构所的内置孔-裂隙型煤制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将下垫块放置在钢筒7底部，装填煤粉及粘黏剂混合物9，装填一定深度后埋入固定形状的由可溶或可气化材料制成的硬块10，再继续装填煤粉及粘黏剂混合物9，然后依次放置上垫块8和压头6；
步骤二：将型煤模具卡合在已经安装好的限位底座3上，打开液压装置，设置负荷200KN，压制型煤；
步骤三：型煤被压40分钟后，逐级泄压直至活塞杆2完全提升，取出型煤模具，取出压头6和上垫块7，把型煤模具倒放在工作台5上，使用锤击工具击打下垫块11，将型煤推出；
步骤四：取出型煤后，将型煤特殊处理，将可溶或可气化材料完全气化或溶化，形成含内置的孔-裂隙的型煤。以樟脑丸等可气化材料为例，取出型煤后，将型煤放置在恒温箱中，设置45-55℃，恒温若干小时，可气化材料完全气化，形成含内置的孔-裂隙的型煤。或以糖块等可溶材料为例，取出型煤后，将型煤放置在水箱中，浸泡若干小时后，可溶材料完全溶于水，形成含内置的孔-裂隙的型煤。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (6)
1.一种内置孔-裂隙型煤制备结构，包括型煤液压装置和型煤模具，所述煤液压装置与型煤模具相互配合，其特征在于：
所述型煤液压装置包括作业台(5)，在作业台(5)中部固定设置有限位底座(3)，在限位底座(3)上方设置固定支架(4)，固定支架(4)的支腿固定在作业台(5)，在固定支架(4)中部下侧设置有液压缸(1)，在液压缸(1)驱动端设置活塞杆(2)；
所述型煤模具包括标准钢筒(7)，在标准钢筒(7)的底部设置有下垫块(11)，在标准钢筒(7)的上部设置有上垫块(8)，位于上垫块(8)和下垫块(11)之间的标准钢筒(7)内填充有煤粉(9)，在煤粉(9)内设置有多个由可溶或可气化材料制成的硬块(10)，在上垫块(8)上方设置有压头(6)；
所述压头(6)与活塞杆(2)位置对应，所述标准钢筒(7)卡入限位底座(3)上。
2.根据权利要求1所述的一种内置孔-裂隙型煤制备结构，其特征在于：所述标准钢筒(7)的底部设置为环形卡台结构，且该环形卡台结构与下垫块(11)相互卡紧。
3.一种如权利要求1或2任一所述制备结构形成的内置孔-裂隙型煤制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，将下垫块(11)放置在钢筒(7)底部，装填煤粉(9)，装填规定深度后埋入固定形状的由可溶或可气化材料制成的硬块(10)，再继续装填煤粉(9)，然后依次放置上垫块(8)和压头(6)；
步骤二、将型煤模具卡合在已经安装好的限位底座(3)上，使得压头(6)与活塞杆(2)位置对齐，打开液压缸(1)，压制型煤；
步骤三、型煤被压且成型后，逐级泄压直至活塞杆(2)完全提升，取出型煤模具，取出压头(6)和上垫块(7)，把型煤模具倒放在工作台(5)上，使用锤击工具击打下垫块(11)，将型煤推出；
步骤四、取出型煤后，将型煤特殊处理，将可溶或可气化材料完全气化或溶化，形成含内置的孔-裂隙的型煤。
4.根据权利要求3所述的内置孔-裂隙型煤制备方法，其特征在于：所述液压缸(1)的负荷为150-250KN。
5.根据权利要求3所述的内置孔-裂隙型煤制备方法，其特征在于：所述型煤被压时间不低于40min。
6.根据权利要求3所述的内置孔-裂隙型煤制备方法，其特征在于：所述步骤四种型煤特殊处理是指将型煤放置内恒温箱中，通过温度控制将由可溶或可气化材料完全气化或融化。
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