CN205607772U - 受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置 - Google Patents

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Abstract

受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置。目前针对真三轴条件下受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置的研究较少。本实用新型组成包括：瓦斯瓶1与减压阀2和精密流量计一6连接，精密流量计一6与真空泵8和煤样夹持器11连接，煤样夹持器11与温度传感器13、径向变形传感器14、轴向变形传感器15连接，传感器均与数据采集系统21连接，数据采集系统21与采集卡一22和计算机一（23）连接，煤样夹持器11与应力加载系统12和精密流量计二25连接，应力加载系统12包括σ1方向加载装置17、σ2方向加载装置18、σ3方向加载装置19，所述的精密流量计二25与采集卡二24和计算机二23连接。本实用新型用于真三轴条件下受载含瓦斯煤体损伤‑渗流耦合实验。

Description

受载含瓦斯 煤体损伤与渗流耦合试验装置
技术领域：
本实用新型涉及一种受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置。
背景技术：
我国许多煤矿传统常规的卸压瓦斯抽采技术难以发挥作用，存在抽采效果不理想，抽采效率低等问题，为了提高瓦斯抽采效率，需要更准确掌握受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合规律，因此受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置的研究就迫在眉睫。目前，国内外针对受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置的研究较少，缺少受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验的基础理论和实验研究，仅有的一些研究成果只是伪三轴受载含瓦斯煤损伤-渗流耦合方面开展了研究工作，这与煤矿现场实际情况差别较大，本试验装置能够更真实的模拟含瓦斯煤体受地质构造及力学扰动的影响，开展真三轴条件下含瓦斯煤岩损伤与渗流耦合的实验研究。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置，其组成包括：瓦斯瓶和精密流量计一，其特征是：所述的瓦斯瓶与减压阀和精密流量计一连接，所述的精密流量计一与真空泵和煤样夹持器连接，所述的煤样夹持器与温度传感器、径向变形传感器、轴向变形传感器连接，所述的温度传感器，所述的径向变形传感器，所述的轴向变形传感器均与数据采集系统连接，所述的数据采集系统与采集卡一和计算机一连接，所述的煤样夹持器与应力加载系统和精密流量计二连接，所述的应力加载系统包括σ1方向加载装置、σ2方向加载装置、σ3方向加载装置，所述的精密流量计二与采集卡二和计算机二连接。
所述的受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置，其特征是：所述的瓦斯瓶与所述的精密流量计一之间的管路上安装有阀门一、压力表一、阀门二，所述的精密流量计一与所述的真空泵之间的管路上安装有阀门三、压力表二，所述的煤样夹持器与所述的精密流量计二之间的管路上安装有阀门五。
本实用新型的有益效果：
1. 本实用新型的温度控制系统可将试验温度设置到预定温度环境，数据采集系统可以自动采集数据，应力加载系统可以真正实现其所处的应力环境为三向不等压状态，即最大主应力σ1大于中间主应力σ2大于最小主应力σ3，该试验装置配备高精度的温度传感器、位移传感器可以保障试验结果的可靠性。
2. 本实用新型使用制作好的立方体煤样，长度为50mm、宽度为50mm、高度为100mm，首先对实验装置管路系统的密封性进行检测，避免在实验过程中漏气，确保实验结果的可靠性；将制作好的实验煤样干燥24小时，并在煤样中部粘贴应变片；将已经粘贴过应变片的原煤试样装入热缩管中，并安置径向应变和轴向应变传感器，连接好数据采集仪等其他系统；在系统连接正确和气密性完好的前提下，将煤样预置到设定温度，利用真空泵分别从进出气口对煤样及实验管路进行真空脱气；真空脱气完成之后，向管路系统充入浓度99.99%的瓦斯气体到预定压力值，待瓦斯吸附平衡后，打开出气管路控制阀门，测定流量数据并进行记录，待出气端瓦斯气体流量稳定后，连续测定五组流量数据；按照上述应力路径，逐步完成渗流实验；垂直层理、平行层理和斜交层理的煤样各进行三组共九组实验，待一组实验完成后，取出破坏煤样；重复以上步骤，进行其余应力状态下渗流实验。
3. 本实用新型通过对受载含瓦斯煤体进行真三轴不同应力条件下的损伤与渗流耦合实验，本受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置能够更真实的模拟含瓦斯煤体受地质构造及力学扰动的影响（其所处的应力环境为三向不等压状态），并考虑煤体本身层理构造差异（垂直层理、平行层理和斜交层理），开展真三轴条件下含瓦斯煤岩损伤与渗流耦合研究；本试验装置的实验结果对优化瓦斯抽采布置参数、提高瓦斯抽采率、防治煤与瓦斯突出、减少因瓦斯排放引起的“温室效应”具有重要的理论意义和实际价值。
附图说明：
附图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式：
实施例1：
受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置，其组成包括：瓦斯瓶1和精密流量计一6，其特征是：所述的瓦斯瓶1与减压阀2和精密流量计一6连接，所述的精密流量计一6与真空泵8和煤样夹持器11连接，所述的煤样夹持器11与温度传感器13、径向变形传感器14、轴向变形传感器15连接，所述的温度传感器，所述的径向变形传感器，所述的轴向变形传感器均与数据采集系统21连接，所述的数据采集系统21与采集卡一22和计算机二23连接，所述的煤样夹持器11与应力加载系统12和精密流量计二25连接，所述的应力加载系统12包括σ1方向加载装置17、σ2方向加载装置18、σ3方向加载装置19，所述的精密流量计二25与采集卡二24和计算机二23连接。
实施例2：
根据实施例1所述的受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置，所述的瓦斯瓶1与所述的精密流量计一6之间的管路上安装有阀门一3、压力表一4、阀门二5，所述的精密流量计一6与所述的真空泵8之间的管路上安装有阀门三7、压力表二9，所述的煤样夹持器11与所述的精密流量计二25之间的管路上安装有阀门五10。

Claims (2)

1.受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置，其组成包括：瓦斯瓶（1）和精密流量计（6），其特征是：所述的瓦斯瓶（1）与减压阀（2）和精密流量计一（6）连接，所述的精密流量计一（6）与真空泵（8）和煤样夹持器（11）连接，所述的煤样夹持器（11）与温度传感器（13）、径向变形传感器（14）、轴向变形传感器（15）连接，所述的温度传感器，所述的径向变形传感器，所述的轴向变形传感器均与数据采集系统（21）连接，所述的数据采集系统（21）与采集卡一（22）和计算机一（23）连接，所述的煤样夹持器（11）与应力加载系统（12）和精密流量计二（25）连接，所述的应力加载系统（12）包括σ1方向加载装置（17）、σ2方向加载装置（18）、σ3方向加载装置（19），所述的精密流量计二（25）与采集卡二（24）和计算机二（23）连接。
2.根据权利要求1所述的受载含瓦斯煤体损伤与渗流耦合试验装置，其特征是：所述的瓦斯瓶（1）与所述的精密流量计一（6）之间的管路上安装有阀门一（3）、压力表一（4）、阀门二（5），所述的精密流量计一（6）与所述的真空泵（8）之间的管路上安装有阀门三（7）、压力表二（9），所述的煤样夹持器（11）与所述的精密流量计二（25）之间的管路上安装有阀门五（10）。
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