CN205919985U - 一种构造煤取样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种构造煤取样器，包括三棱柱取样组件，所述的三棱柱取样组件包括三个角夹持构件和三个板片构件，所述的角夹持构件具有两个夹角为60°的夹持边部，三个角夹持构件之间通过三个板片构件连接形成三棱柱，相邻角夹持构件之间通过板片构件螺钉连接固定。还包括圆柱筒成型组件，所述的圆柱筒成型组件包括两个一侧边铰接连接的半圆柱筒构件。本实用新型的构造煤取样器，能够加工出满足实验室中构造煤特性试验要求的圆柱形和六棱柱试验样品，结构简单，操作方便。

Description

一种构造煤取样器

技术领域

本实用新型属于构造煤取样工装技术领域，具体涉及一种构造煤取样器。

背景技术

目前，能在实验室进行研究的煤样主要是原生结构煤，因为原生结构煤取样简单，且试样能够保留煤层的原生层理、内生及外生裂隙，可以通过对试样进行实验研究得知相应煤层的性质。但在矿井的开采过程中，对构造煤进行研究尤为重要，但构造煤取样困难，通常研究构造煤均是实验室加工型煤进行替代研究，研究型煤避免了陷入取构造煤样困难的窘境，但是却不能得到真正构造煤的特性；构造煤具有低强度、低渗透率、微孔隙多、解吸速度快等特点，限制煤矿开采和煤层气的开发，同时研究构造煤对于防止煤与瓦斯突出、抽采瓦斯等都有重要的意义，因此设计一种构造煤取样设备成为目前亟待解决的问题。

实验室常用的取样方法主要有钻孔取样(岩芯)和块石取样(现场岩块)，例如节理化岩体取样方法(CN102445362A)采用套钻的方式取样，对于节理化的岩体可以保留原始结构，但对于构造煤硬度小，易破碎，取芯难度大，且不易分离钻头和煤样。构造煤取样方法(CN102589926A)采用电钻打孔注胶的方式，取得的构造煤可以较好的保留原始结构和各种性质，但在后期加工过程中产生的扰动不可避免的破坏样品，同时井下电钻打孔存在一定的危险性。因此，通过现有的取样装置及取样方法，很难制备出满足构造煤特性试验要求的圆柱形和六棱柱试验样品。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有构造煤取样中存在的问题，提供一种构造煤取样器，现井下完整取样，在井上加工样品，减少切割带来的扰动损伤，最大程度的保留煤样的结构不受破坏。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种构造煤取样器，包括三棱柱取样组件，所述的三棱柱取样组件包括三个角夹持构件和三个板片构件，所述的角夹持构件具有两个夹角为60°的夹持边部，三个角夹持构件之间通过三个板片构件连接形成三棱柱，相邻角夹持构件之间通过板片构件螺钉连接固定。

优选地，还包括圆柱筒成型组件，所述的圆柱筒成型组件包括两个一侧边铰接连接的半圆柱筒构件。

优选地，与板片构件相连接的夹持边部的连接端面采用向内倾斜的倾斜平面，且倾斜平面与夹持边部的外侧面之间夹角为60°，所述的板片构件的两侧连接端面采用与夹持边部的连接端面相贴合的倾斜平面。

优选地，所述的角夹持构件与板片构件的连接端面均采用台阶式配合结构。

优选地，所述的角夹持构件的夹持边部的内侧边宽度与板片构件的内侧边宽度相同。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的构造煤取样器，通过三棱柱取样组件，将易于获取的三棱柱煤块，加工成正六棱柱煤块，并通过圆柱筒成型组件可得到圆柱状煤样；本实用新型的构造煤取样器，结够简单，加工方便，成本低廉，可多次重复使用，解决构造煤取样结构易破坏，减少取样后加工带来的扰动破坏，最大限度的保留构造煤的原始结构，为实验研究构造煤提供取样和制样方法，同时也填补国内外构造煤取样设备的空白。

附图说明

图1是本实用新型的三棱柱取样组件结构示意图。

图2是本实用新型的角夹持构件结构示意图。

图3是本实用新型的三棱柱取样组件分解示意图。

图4是本实用新型的圆柱筒成型组件结构示意图。

图5是本实用新型的从煤层取样示意图。

图6是本实用新型的三棱柱煤样加工过程示意图。

图7是本实用新型的圆柱形煤样加工过程示意图。

附图标记：10-三棱柱取样组件，11-角夹持构件，110-夹持边部，12-板片构件，20-圆柱筒成型组件，21-半圆柱筒构件，30-煤样。

具体实施方式

参照图1-4，本实用新型的构造煤取样器，包括三棱柱取样组件10，所述的三棱柱取样组件10包括三个角夹持构件11和三个板片构件12，所述的角夹持构件11具有两个夹角为60°的夹持边部110，三个角夹持构件11之间通过三个板片构件12连接形成三棱柱，相邻角夹持构件11之间通过板片构件12螺钉连接固定。通过三棱柱取样组件10，可加工出三棱柱煤样。

为加工出圆柱状煤样，构造煤取样器还包括圆柱筒成型组件20，所述的圆柱筒成型组件20包括两个一侧边铰接连接的半圆柱筒构件21。在加工出的三棱柱煤样中，通过圆柱筒成型组件20进一步加工出圆柱状煤样。

为了方便三棱柱煤样的取样加工，与板片构件12相连接的夹持边部110的连接端面采用向内倾斜的倾斜平面，且倾斜平面与夹持边部110的外侧面之间夹角为60°，所述的板片构件12的两侧连接端面采用与夹持边部110的连接端面相贴合的倾斜平面。

为了使得角夹持构件11与板片构件12的连接更加方便，所述的角夹持构件11与板片构件12的连接端面均采用台阶式配合结构。

为了能够加工出正三棱柱煤样，所述的角夹持构件11的夹持边部110的内侧边宽度与板片构件12的内侧边宽度相同。

参照图5-7，本实用新型的构造煤取样器的工作原理：

1)选取工作面新揭露的煤层，在其上选择构造煤发育的地质单元，用风镐、铁锨等工具将构造煤发育层上部的煤去掉，清理出一个台阶状。用手锯将台阶状的底煤面及与其垂直的工作面处理平整，以台阶状的底煤面与其垂直的工作面的交线作为底边，在台阶状的底煤面上用白色记号笔标出一个尺寸150mm×150mm×150mm正三角形。然后用手锯在煤层上沿所标的正三角形进行垂直锯切，深度不小于15cm。在手锯上提前涂一层不渗或低渗有机润滑剂，可减少锯取煤样30时损坏煤样30。

2)锯切出一个完整的三棱柱状煤块(若煤块破裂须重做)，并清除锯槽内的煤屑，对三棱柱取样组件10内壁涂抹有机润滑剂，然后缓慢将处理好的三棱柱取样组件10罩住煤块，接着勾兑一定量的聚氨酯，搅拌均匀后沿煤样30与三棱柱取样组件10的缝隙进行浇注。为了防聚氨酯外流可事先在框外面用毛巾围住。

3)聚氨酯凝固后，对试样进行标记，并记录样品的采样地点、层位、日期及位于煤层的位置，然后缓慢用手锯将煤块底部锯断，并小心从煤层上取下并用木板托住底部。然后将煤样30搬运至地面送至实验室。

4)选取三棱柱取样组件10其中一个角部的角夹持构件11，并拧去固定的四个螺丝，缓慢的移去角夹持构件11，沿板片构件12的外沿用电锯切割掉煤样30露出的角，使切面与角相对的面平行。

5)再次把取下的角夹持构件11固定回去。

6)重复步骤4和5，直至三个角都切掉。然后卸掉所有螺丝，依次去掉角夹持器和活动板片，得到六棱柱煤样，当角夹持构件11的夹持边部110的内侧边宽度与板片构件12的内侧边宽度相同时，得到的就是正六棱柱煤样。

7)为了进一步得到圆柱体煤样，用圆柱筒成型组件20套住六棱柱煤样，对其中的空隙用聚氨酯填充，凝固后得到圆柱煤样，切割平整两端面即可。

本实用新型与现有技术的设备相比，有以下优点：

1)本实用新型的构造煤取样装置,简便易行。本实用新型制备的试验样品，通过试验得到的构造煤特性参数能较真实的揭示原构造煤的特性。

2)通过上述方法可以制备出满足构造煤特性试验要求的圆柱形和六棱柱试验样品。

3)设备易加工，成本低廉，且可循环使用。

4)应用本实用新型制备成的试验样品与现行的型煤的试验样品相比,更能体现构造煤各种真实特性。

5)本实用新型能消除煤样移动过程中的损伤，同时在制备样品的过程中最大限度的减少切割带来的扰动损伤，最大限度的保留构造煤的原生结构。

Claims (5)

1.一种构造煤取样器，其特征在于，包括三棱柱取样组件(10)，所述的三棱柱取样组件(10)包括三个角夹持构件(11)和三个板片构件(12)，所述的角夹持构件(11)具有两个夹角为60°的夹持边部(110)，三个角夹持构件(11)之间通过三个板片构件(12)连接形成三棱柱，相邻角夹持构件(11)之间通过板片构件(12)螺钉连接固定。

2.根据权利要求1所述的构造煤取样器，其特征在于，还包括圆柱筒成型组件(20)，所述的圆柱筒成型组件(20)包括两个一侧边铰接连接的半圆柱筒构件(21)。

3.根据权利要求1或2所述的构造煤取样器，其特征在于，与板片构件(12)相连接的夹持边部(110)的连接端面采用向内倾斜的倾斜平面，且倾斜平面与夹持边部(110)的外侧面之间夹角为60°，所述的板片构件(12)的两侧连接端面采用与夹持边部(110)的连接端面相贴合的倾斜平面。

4.根据权利要求1或2所述的构造煤取样器，其特征在于，所述的角夹持构件(11)与板片构件(12)的连接端面均采用台阶式配合结构。

5.根据权利要求1或2所述的构造煤取样器，其特征在于，所述的角夹持构件(11)的夹持边部(110)的内侧边宽度与板片构件(12)的内侧边宽度相同。