CN101482027B - 煤与瓦斯突出试验快速卸压的煤样室 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤与瓦斯突出试验快速卸压的煤样室，包括煤样室本体，煤样室本体设置煤与瓦斯喷出口和压力气体进口，煤与瓦斯喷出口设置控制阀，煤样室本体内在控制阀前设置隔膜，隔膜与控制阀之间的空腔为平衡腔，平衡腔设置压力平衡气体进口，本发明在进行模拟煤与瓦斯突出试验时可实现瞬间快速卸压，更接近实际的煤与瓦斯突出以及煤的破坏过程，为煤与瓦斯突出的预测和预防提供理论依据，本发明结构简单、体积小、制作成本低，操作比较简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤炭科研装置，特别涉及一种煤与瓦斯突出试验快速卸压的煤样室。
背景技术
煤与瓦斯突出事故是指煤矿开采过程中，煤体在地应力和瓦斯共同作用下，破碎的煤和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象，表现为几吨至数千吨甚至达万吨以上的破碎的煤岩在数秒至几十秒时间内，由煤岩体向采掘空间抛出，同时伴有大量瓦斯涌出，危害较为严重。
煤与瓦斯突出是煤矿井下最严重的动力灾害，其发生与地应力、瓦斯压力和煤岩物理力学性质密切相关，其中瓦斯压力的作用尤为重要。煤中瓦斯的赋存形式有游离态和吸附态，其中吸附瓦斯占全部瓦斯含量的90％左右，游离态的瓦斯和吸附态的瓦斯在煤与瓦斯突出过程中所起的作用目前还不清楚，煤体的破坏过程也一直未能直观地看到。煤与瓦斯突出属于地质灾害，长期以来，由于无法直接观察到煤与瓦斯突出的破坏过程，也就无法预测和预防，因此，由于煤与瓦斯突出造成的事故也比较频繁。
模拟煤与瓦斯突出试验可以为研究、预测和预防煤与瓦斯突出提供理论依据，如何能够模拟瓦斯在煤层内快速卸压，尽量接近煤与瓦斯突出的实际情况，是亟待解决的难题。
因此，需要一种实验装置，在进行模拟煤与瓦斯突出试验时可以瞬间快速卸压，能真实的模拟瓦斯压力对煤与瓦斯突出所起的作用，为煤与瓦斯突出的预测和预防提供理论依据。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种煤与瓦斯突出试验快速卸压的煤样室，在进行模拟煤与瓦斯突出试验时可实现瞬间快速卸压，更接近实际的煤与瓦斯突出以及煤的破坏过程，为煤与瓦斯突出的预测和预防提供理论依据。
本发明的煤与瓦斯突出试验快速卸压的煤样室，包括煤样室本体，所述煤样室本体设置煤与瓦斯喷出口和压力气体进口，煤与瓦斯喷出口设置控制阀，所述煤样室本体内在控制阀前设置隔膜，所述隔膜与控制阀之间的空腔为平衡腔，所述平衡腔设置压力平衡气体进口。
进一步，所述煤样室本体为一端开口的圆柱形，所述圆柱形煤样室本体的开口为煤与瓦斯喷出口；
进一步，所述煤样室本体采用透明材料制成；
进一步，所述控制阀为电磁阀或气动阀。
本发明的有益效果：本发明的煤与瓦斯突出试验快速卸压的煤样室，煤样室本体采用隔膜封闭煤与瓦斯喷出口，由于隔膜的特殊性质，达到破坏极限时，可瞬间快速卸压，更接近实际的煤与瓦斯突出以及煤的破坏过程，为煤与瓦斯突出的预测和预防提供理论依据，本发明结构简单、体积小、制作成本低，操作比较简单。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
附图为本发明的结构示意图。
具体实施方式
附图为本发明的结构示意图，如图所示：本实施例的煤与瓦斯突出试验快速卸压的煤样室，包括煤样室本体1，所述煤样室本体1设置煤与瓦斯喷出口4和压力气体进口5，煤与瓦斯喷出口4设置控制阀3，所述煤样室本体1内在控制阀3前设置隔膜2，所述隔膜2与控制阀3之间的空腔为平衡腔6，所述平衡腔6设置压力平衡气体进口7；本实施例中的控制阀3为电磁阀，控制简单灵敏，提高试验的可信度，当然，也可以是气动阀等自动阀门；
本实施例中，煤样室本体1为一端开口的圆柱形，所述圆柱形煤样室本体1的开口为煤与瓦斯喷出口4，方便对煤粉施加压力形成型煤，并且，采用圆柱形结构，可以使活塞运行顺畅，煤样室本体加工安装方便、体积小，室壁无应力集中；
本实施例中，煤样室本体1采用透明材料制成，可以方便从各个角度进行观察。
本发明在使用时，将煤粉煤样室本体中，通过压缩设备伸入煤样室本体，将煤粉压成型煤，压缩后安装隔膜和关闭控制阀；通过压力气体进口向煤样室本体内充气，同时通过压力平衡气体进口向平衡腔充气，保持煤样室本体和平衡腔之间的的压力差小于隔膜的破坏强度，防止隔膜意外***；保持气压一段时间，使瓦斯充分吸附，打开气动阀，使隔膜两侧气压差大于膜的破坏强度，瞬间破膜卸压，观察煤的破坏过程和气体压力变化。
本发明结构简单、操作方便、试验结果直观明了，通过膜阀结合破膜卸压的方法实现煤样受力状态的突然改变，可控性强。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种煤与瓦斯突出试验快速卸压的煤样室，包括煤样室本体，所述煤样室本体设置煤与瓦斯喷出口和压力气体进口，煤与瓦斯喷出口设置控制阀，其特征在于：所述煤样室本体内在控制阀前设置隔膜，所述隔膜与控制阀之间的空腔为平衡腔，所述平衡腔设置压力平衡气体进口；
所述隔膜两侧的气压差大于隔膜本身的破坏强度时，通过隔膜的自破实现卸压。
2.根据权利要求1所述的煤与瓦斯突出试验快速卸压的煤样室，其特征在于：所述煤样室本体为一端开口的圆柱形，所述圆柱形煤样室本体的开口为煤与瓦斯喷出口。
3.根据权利要求2所述的煤与瓦斯突出试验快速卸压的煤样室，其特征在于：所述煤样室本体采用透明材料制成。
4.根据权利要求3所述的煤与瓦斯突出试验快速卸压的煤样室，其特征在于：所述控制阀为电磁阀或气动阀。
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