CN110308246B - 一种突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法 - Google Patents

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Abstract

一种突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法，适用于模拟煤矿井下突出煤层注水消突技术并检验消突效果使用。包括步骤：前期准备阶段、突出孕育阶段、煤层注水前突出阶段、煤层注水阶段、煤层注水后突出验证阶段、煤层注水消突效果检验。其可以模拟应力场、渗流场、温度场三场耦合条件下的大尺度突出煤层，更加接近现场突出煤层真实赋存状态；可以开展不同条件下突出煤层注水消突试验；可以对注水后的突出煤层进一步开展瓦斯突出试验，并根据试验结果检验、评价注水消突效果。

Description

一种突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法
技术领域
本发明涉及一种突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法，尤其适用于煤矿井下试验使用的突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法。
背景技术
煤与瓦斯突出(简称突出)是煤矿井下含瓦斯煤岩以粉碎状从煤岩层中向采掘空间急剧(数秒到数分钟内完成)运动，并伴随大量瓦斯喷出的一种剧烈动力过程，严重威胁矿井的安全生产。由于对现场煤与瓦斯突出过程进行全方位实时跟踪研究的危险性太大，研究者大多通过研制相应的试验装置，依靠实验室模拟手段进行煤与瓦斯突出机制的探索。
向突出煤层注水一方面可以软化煤层，降低煤体强度；同时可以对基质块内部的瓦斯实现了封闭，使瓦斯由吸附态转化为游离态更加困难，即增大了煤层瓦斯残留量，减少了瓦斯涌出量。因此，向突出煤层注水在理论上能有效降低突出危险性，是一种有效的消突技术，然而缺少室内验证。
发明内容
针对上述技术比对不足之处，提供一种结构简单，检测效果好，模拟应力场、渗流场、温度场三场耦合条件下的大尺度突出煤层的变化，并对注水后的突出煤层进一步开展瓦斯突出试验的突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法。
为实现上述技术目的，本发明的突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法，一种突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法，其特征在于包括：前期准备阶段、突出孕育阶段、煤层注水前突出阶段、煤层注水阶段、煤层注水后突出验证阶段、煤层注水消突效果检验；其具体步骤为：
1a)从待测煤矿区域突出煤层中取样并进行现场调研，利用现场采集的煤块取样测定突出煤层的相关参数，确定试验方案中瓦斯压力、地应力、注水钻孔、注水速率、注水时间等试验参数；
1b)使用破碎筛将采集的煤块取样筛分成0-1mm粒径的煤粒，向煤粒中加水搅拌制成6％含水率煤样备用；
1c)将6％含水率煤样装入可视化箱体，可视化箱体包括箱体腔体和箱体盖板，箱体腔体和箱体盖板之间设有密封圈并利用密封螺栓固定，可视化箱体的右侧开有突出口，可视化箱体底部与外界设有箱体充气口，可视化箱体顶部以及可视化箱体的左侧壁上和前侧壁上设有多个透明加载板，可视化箱体顶部的透明加载板有六个序号分别为X1-X6，可视化箱体前侧壁上的透明加载板有六个序号分别为Y1-Y6，可视化箱体的左侧壁上的透明加载板为Z1，每个透明加载板上设有加载活塞，加载活塞穿过箱体壁连通加压油缸；可视化箱体背面设有均匀步骤有多个安装孔，其中在可视化箱体的安装孔上设有外接接头，外接接头与可视化箱体的箱体壁之间设有密封垫，安装孔中根据需要设置有气压传感器、温度传感器或多功能钻孔，多功能钻孔包括封孔段、透气段，多功能钻孔全长0.5m，封孔段长0.15m，透气段长0.35m，透气段管壁周向和径向方向分布有透气孔，给多功能钻孔设置序号为A1-A6，在可视化箱体利用可视化箱体背部开设的安装孔向可视化箱体中的6％含水率煤样分别埋入气压传感器，最后使用加载活塞驱动透明加载板使6％含水率煤样在20MPa条件下成型1h后解除所有透明加载板对煤样的加压；
1d)在可视化箱体的右侧开有的突出口中安装瞬间突出门，所述瞬间突出门包括***片夹持器，***片夹持器一端设有安装法兰，***片夹持器内部分别设有相互串联的一级***片和二级***片，一级***片的***压力为0.4/MPa，二级***片的***压力为0.6/MPa，一级***片和二级***片之间的***片夹持器上设有，通过气源***向一级***片和二级***片空间充气直到打开二级***片，同时瞬间诱爆一级***片，实现突出口瞬间打口，以模拟石门揭煤等剧烈诱发因素诱导的突出工况；
1e)密封箱体盖板，将高压气瓶、真空泵、流量计Ⅰ顺序连接，流量计Ⅰ的输出端通过管路与箱体充气口相连接，可视化箱体后部的序号为A3的多功能钻孔中设置外接接头与流量计Ⅱ相连接，流量计Ⅱ的出口管路与水泵相连接，并检测箱体及各管路密封效果；
1f)在可视化箱体外侧和瞬间突出门处分别设置高速摄像机；
2a)对煤样进行三轴应力加载操作向煤样施加应力：其中煤样顶部个序号为X1-X6的透明加载板均施加应力6MPa，前侧6个序号为Y1-Y6的透明加载板均施加应力8MPa；左侧1个序号为Z1的透明加载板施加应力10MPa；
2b)启动真空泵通过箱体充气口对煤样进行抽真空操作，直到煤样内部气压小于100Pa后关闭真空泵，用时约12h；
2c)使用高压气瓶通过可视化箱体底部的箱体充气口对煤样进行充瓦斯操作，共分为四阶段保证煤样吸附平衡气压为0.74MPa，第一阶段充气12h、充气压力至0.3MPa，然后关闭气瓶，稳定6h；第二阶段充气12h、充气压力至0.6MPa，然后关闭气瓶，稳定6h；第三阶段充气12h、充气压力至0.74MPa，然后关闭气瓶，稳定6h；第四阶段充气6h、充气并稳定至0.74MPa，然后关闭气瓶，用时共计约60h，充气过程中通过流量计Ⅰ记录充入瓦斯量；同时通过高压气瓶向瞬间突出门的一级***片和二级***片之间的充气口充气至0.3MPa；
3a)使用高压气瓶向瞬间突出门的一级***片和二级***片之间的充气口充气大于0.4MPa，使一级***片和二级***片先后破裂，从而模拟井下瓦斯突出；
3b)利用高速摄像机采集模拟瓦斯突出中煤粉喷出的图像，当模拟的瓦斯突出结束后，停止透明加载板的应力加载，收集突出口抛出的煤粉并称重；
4a)重复步骤1c-到2c，之后利用水泵通过多功能钻孔向煤样中进行注水操作；
5a)注水结束后，利用高压气瓶向瞬间突出门的一级***片和二级***片之间的充气口充气大于0.4MPa，使一级***片和二级***片先后破裂，以测试突出是否发生；
5b)利用高速摄像机采集模拟瓦斯突出中煤粉喷出的图像，当发生突出后等待突出结束，之后停止透明加载板的应力加载，收集突出口抛出的煤粉并称重；
6a)依次改变注水钻孔、注水速率、注水时间的试验条件重复上述试验步骤重新进行试验并记录相关的信息，包括：
利用序号为A3的多功能钻孔注水时，首先控制注水速率为1.0mL/s，先后注水2小时和5个小时进行检测，再以注水速率为5.0mL/s先后注水2小时和5个小时进行检测；
或者同时利用序号为A3的多功能钻孔和序号为A4的多功能钻孔同时向煤样中注水，两个多功能钻孔首先控制注水速率为1.0mL/s，先后注水2小时和5个小时进行检测，再以注水速率为5.0mL/s先后注水2小时和5个小时进行检测；
经过上述实验并根据是否突出或者消突效果判断出最好的消突方式。
7a)根据抛出煤粉质量计算注水操作前后突出强度：抛出煤粉质量比装煤总质量，若不发生突出，则突出强度记为0；
7b)通过不同注水条件下突出强度与注水前突出强度进行对比，以评价、检验煤层注水消突效果，若通过煤层注水后突出强度降低，则表明煤层注水消突效果较好；反之，则没有效果；同时对可进一步对注水条件进行优化。
改变注水钻孔、注水速率、注水时间的试验条件包括：
利用序号为A3的多功能钻孔注水时，首先控制注水速率为1.0mL/s，先后注水2小时和5个小时进行检测，再以注水速率为5.0mL/s先后注水2小时和5个小时进行检测；
或者同时利用序号为A3的多功能钻孔和序号为A4的多功能钻孔同时向煤样中注水，两个多功能钻孔首先控制注水速率为1.0mL/s，先后注水2小时和5个小时进行检测，再以注水速率为5.0mL/s先后注水2小时和5个小时进行检测；
经过上述实验并根据是否突出或者消突效果判断出最好的消突方式。
有益效果：
可在室内模拟不同真三轴应力、瓦斯压力多场耦合条件下煤层注水消突过程，同时可同步监测并采集煤层瓦斯压力、温度、表面裂纹形态以及瓦斯突出强度，为研究不同注水条件下突出预防效果及优化防突措施提供了有效手段。
本发明的优点为：(1)可以模拟应力场、渗流场、温度场三场耦合条件下的大尺度突出煤层，更加接近现场突出煤层真实赋存状态；(2)可以开展不同条件下突出煤层注水消突试验；(3)可以对注水后的突出煤层进一步开展瓦斯突出试验，并根据试验结果检验、评价注水消突效果。
附图说明：
图1为本发明突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法使用的可视化箱体结构示意图。
图2为本发明突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法使用的可视化箱体俯视图。
图3为本发明突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法使用的可视化箱体后视图。
图4为本发明突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法使用的加载***结构示意图。
图5(a)为本发明突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法使用的气压传感器安装示意图。
图5(b)为本发明突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法使用的温度传感器安装示意图。
图5(c)为本发明突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法使用的多功能钻孔安装示意图。
图6为本发明突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法的摄像位置示意图。
图7为本发明突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法使用的瞬间突出门结构示意图。
图8为本发明突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法使用的注水消突连接示意图。图中：1-可视化箱体，2-箱体腔体，3-箱体盖板，4-突出口，5-密封圈，6-密封螺栓，7-箱体充气口，8-安装孔，9-透明加载板，10-加载活塞，11-气压传感器，12-密封垫，13-PU气动接头，14-PU管，15-数据线，16-温度转换接头，17-温度传感器，18-外接接头，19-多功能钻孔，20-封孔段，21-透气段，22-透气小孔，23-高速摄像机，24-瞬间突出门，25-安装法兰，26-***片夹持器，27-一级***片，28-二级***片，29-突出门充气口，30-高压气瓶，31-真空泵，32-流量计Ⅰ，33-流量计Ⅱ，34-水泵。
具体实施例
下面结合附图对本发明的实施例做进一步说明。
如图1所示，本发明的突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法，包括：前期准备阶段、突出孕育阶段、煤层注水前突出阶段、煤层注水阶段、煤层注水后突出验证阶段、煤层注水消突效果检验；其具体步骤为：
1a)从待测煤矿区域突出煤层的煤块取样进行现场调研，利用现场采集的煤块取样测定突出煤层的相关参数，确定试验方案中瓦斯压力、地应力、注水钻孔、注水速率、注水时间等试验参数；
1b)使用破碎筛将采集的煤块取样筛分成0-1mm粒径的煤粒，向煤粒中加水搅拌制成6％含水率煤样备用；
1c)将6％含水率煤样装入可视化箱体1，如图1、图2所示，可视化箱体1包括箱体腔体2和箱体盖板3，箱体腔体2和箱体盖板3之间设有密封圈5并利用密封螺栓6固定，可视化箱体1的右侧开有突出口4，可视化箱体1底部与外界设有箱体充气口7，如图4所示，可视化箱体1顶部以及可视化箱体1的左侧壁上和前侧壁上设有多个透明加载板9，可视化箱体1顶部的透明加载板9有六个序号分别为X1-X6，可视化箱体1前侧壁上的透明加载板9有六个序号分别为Y1-Y6，可视化箱体1的左侧壁上的透明加载板9为Z1，每个透明加载板9上设有加载活塞10，加载活塞10穿过箱体壁连通加压油缸；如图3所示，可视化箱体1背面设有均匀步骤有多个安装孔8，其中在可视化箱体1的安装孔8上设有外接接头18，外接接头18与可视化箱体1的箱体壁之间设有密封垫12，安装孔8中根据需要设置有气压传感器11、温度传感器17或多功能钻孔19，多功能钻孔19包括封孔段20、透气段21，多功能钻孔19全长0.5m，封孔段20长0.15m，透气段21长0.35m，透气段21管壁周向和径向方向分布有透气孔22，给多功能钻孔19设置序号为A1-A6，在可视化箱体1利用可视化箱体1背部开设的安装孔8向可视化箱体1中的6％含水率煤样分别埋入气压传感器11，最后使用加载活塞10驱动透明加载板9使6％含水率煤样在20MPa条件下成型1h后解除所有透明加载板9对煤样的加压；
如图5(a)所示，气压传感器11利用密封垫12从可视化箱体1外侧的传感器安装孔8中***，气压传感器11尾端通过数据线15和数据采集与控制***连接，传感器安装孔8内侧设有一根延伸设置在煤样内部的PU管14，通过调整PU管14开口端的位置以测试不同位置瓦斯压力，其中PU管14与可视化箱体1箱体壁之间设有PU气动接头13；
如图5(b)所示，所述温度传感器17尾部连接的数据线15通过转换接头16和密封垫12固定在可视化箱体1的传感器安装孔19中，将温度传感器17和头部的数据线15埋设在煤样中需要检测温度或应力的位置；
如图5(c)所示，在钻孔安装孔中设置多功能钻孔，所述多功能钻孔尾部在可视化箱体1上设有外接接头，外接接头与可视化箱体1的箱体壁之间设有密封垫，多功能钻孔包括封孔段20、透气段21，多功能钻孔全长0.5m，封孔段20长0.15m，透气段21长0.35m，透气段21管壁周向和径向方向分布有透气孔，透气孔孔径2mm，间距5mm，具有抽采、注气、注水等功能；
1d)如图7所示，在可视化箱体1的右侧开有的突出口4中安装瞬间突出门24，所述瞬间突出门24包括***片夹持器26，***片夹持器26一端设有安装法兰25，***片夹持器26内部分别设有相互串联的一级***片27和二级***片28，一级***片27的***压力为0.4/MPa，二级***片28的***压力为0.6/MPa，一级***片27和二级***片28之间的***片夹持器26上设有29，通过气源***向一级***片27和二级***片28空间充气直到打开二级***片28，同时瞬间诱爆一级***片27，实现突出口4瞬间打口，以模拟石门揭煤等剧烈诱发因素诱导的突出工况；
如图5(a)所示，在安装孔8中设置气压传感器11，气压传感器11利用密封垫12从可视化箱体1外侧的传感器安装孔8中***，气压传感器11尾端通过数据线15和数据采集与控制***连接，传感器安装孔8内侧设有一根延伸设置在煤样内部的PU管14，通过调整PU管14开口端的位置以测试不同位置瓦斯压力，其中PU管14与可视化箱体1箱体壁之间设有PU气动接头13；
如图5(b)所示，在安装孔8中设置温度传感器17，所述温度传感器17尾部连接的数据线15通过转换接头16和密封垫12固定在可视化箱体1的传感器安装孔19中，将温度传感器17和头部的数据线15埋设在煤样中需要检测温度或应力的位置；
如图5(c)所示，在安装孔8中设置多功能钻孔，所述多功能钻孔尾部在可视化箱体1上设有外接接头，外接接头与可视化箱体1的箱体壁之间设有密封垫，多功能钻孔包括封孔段20、透气段21，多功能钻孔全长0.5m，封孔段20长0.15m，透气段21长0.35m，透气段21管壁周向和径向方向分布有透气孔，透气孔孔径2mm，间距5mm，具有抽采、注气、注水等功能；
1e)如图8所示，密封箱体盖板1，将高压气瓶30、真空泵31、流量计Ⅰ32顺序连接，流量计Ⅰ32的输出端通过管路与箱体充气口7相连接，可视化箱体1后部的多功能钻孔A3中设置外接接头18与流量计Ⅱ33相连接，流量计Ⅱ33的出口管路与水泵34相连接，并检测箱体及各管路密封效果；
1f)如图6所示，在可视化箱体1外侧和瞬间突出门24处分别设置高速摄像机23；
2a)对煤样进行三轴应力加载操作向煤样施加应力：其中煤样顶部6个序号为X1-X6的透明加载板9均施加应力6MPa，前侧6个序号为Y1-Y6的透明加载板9均施加应力8MPa；左侧1个序号为Z1的透明加载板9施加应力10MPa；
2b)启动真空泵31通过箱体充气口7对煤样进行抽真空操作，直到煤样内部气压小于100Pa后关闭真空泵31，用时约12h；
2c)使用高压气瓶30通过可视化箱体1底部的箱体充气口7对煤样进行充瓦斯操作，共分为四阶段保证煤样吸附平衡气压为0.74MPa，第一阶段充气12h、充气压力至0.3MPa，然后关闭气瓶，稳定6h；第二阶段充气12h、充气压力至0.6MPa，然后关闭气瓶，稳定6h；第三阶段充气12h、充气压力至0.74MPa，然后关闭气瓶，稳定6h；第四阶段充气6h、充气并稳定至0.74MPa，然后关闭气瓶，用时共计约60h，充气过程中通过流量计Ⅰ记录充入瓦斯量；同时通过高压气瓶30向瞬间突出门24的一级***片27和二级***片28之间的充气口充气至0.3MPa；
3a)使用高压气瓶30向瞬间突出门24的一级***片27和二级***片28之间的充气口充气大于0.4MPa，使一级***片27和二级***片28先后破裂，从而模拟井下瓦斯突出；
3b)利用高速摄像机23采集模拟瓦斯突出中煤粉喷出的图像，当模拟的瓦斯突出结束后，停止透明加载板9的应力加载，收集突出口4抛出的煤粉并称重；
4a)重复步骤1c-到2c，之后利用水泵34通过多功能钻孔向煤样中进行注水操作；
5a)注水结束后，利用高压气瓶30向瞬间突出门24的一级***片27和二级***片28之间的充气口充气大于0.4MPa，使一级***片27和二级***片28先后破裂，以测试突出是否发生；
5b)利用高速摄像机23采集模拟瓦斯突出中煤粉喷出的图像，当发生突出后等待突出结束，之后停止透明加载板9的应力加载，收集突出口4抛出的煤粉并称重；
6a)依次改变注水钻孔、注水速率、注水时间的试验条件重复上述试验步骤重新进行试验并记录相关的信息，包括：
利用序号为A3的多功能钻孔19注水时，首先控制注水速率为1.0mL/s，先后注水2小时和5个小时进行检测，再以注水速率为5.0mL/s先后注水2小时和5个小时进行检测；
或者同时利用序号为A3的多功能钻孔19和序号为A4的多功能钻孔19同时向煤样中注水，两个多功能钻孔首先控制注水速率为1.0mL/s，先后注水2小时和5个小时进行检测，再以注水速率为5.0mL/s先后注水2小时和5个小时进行检测；
经过上述实验并根据是否突出或者消突效果判断出最好的消突方式。
7a)根据抛出煤粉质量计算注水操作前后突出强度：抛出煤粉质量比装煤总质量，若不发生突出，则突出强度记为0；
7b)通过不同注水条件下突出强度与注水前突出强度进行对比，以评价、检验煤层注水消突效果，若通过煤层注水后突出强度降低，则表明煤层注水消突效果较好；反之，则没有效果；同时对可进一步对注水条件进行优化。
具体试验方案包括：
Figure BDA0002115771950000081

Claims (1)

1.一种突出煤层注水消突技术及消突效果检验方法，其特征在于包括：前期准备阶段、突出孕育阶段、煤层注水前突出阶段、煤层注水阶段、煤层注水后突出验证阶段、煤层注水消突效果检验；其具体步骤为：
1a) 从待测煤矿区域突出煤层的煤块取样进行现场调研，利用现场采集的煤块取样测定突出煤层的相关参数，确定试验方案中瓦斯压力、地应力、注水钻孔、注水速率、注水时间参数；
1b) 使用破碎筛将采集的煤块取样筛分成0-1 mm粒径的煤粒，向煤粒中加水搅拌制成6%含水率煤样备用；
1c)将6%含水率煤样装入可视化箱体，可视化箱体包括箱体腔体和箱体盖板，箱体腔体和箱体盖板之间设有密封圈并利用密封螺栓固定，可视化箱体的右侧开有突出口，可视化箱体底部与外界设有箱体充气口，可视化箱体顶部以及可视化箱体的左侧壁上和前侧壁上设有多个透明加载板，可视化箱体顶部的透明加载板有六个序号分别为X1-X6，可视化箱体前侧壁上的透明加载板有六个序号分别为Y1-Y6，可视化箱体的左侧壁上的透明加载板为Z1，每个透明加载板上设有加载活塞，加载活塞穿过箱体壁连通加压油缸；可视化箱体背面均匀设置有多个安装孔，其中在可视化箱体的安装孔上设有外接接头，外接接头与可视化箱体的箱体壁之间设有密封垫，安装孔中根据需要设置有气压传感器、温度传感器或多功能钻孔，多功能钻孔包括封孔段、透气段，多功能钻孔全长0.5 m，封孔段长0.15 m，透气段长0.35 m，透气段管壁周向和径向方向分布有透气孔，给多功能钻孔设置序号为A1-A6，在可视化箱体利用可视化箱体背部开设的安装孔向可视化箱体中的6%含水率煤样分别埋入气压传感器，最后使用加载活塞驱动透明加载板使6%含水率煤样在20 MPa条件下成型1 h后解除所有透明加载板对煤样的加压；
1d）在可视化箱体的右侧开有的突出口中安装瞬间突出门，所述瞬间突出门包括***片夹持器，***片夹持器一端设有安装法兰，***片夹持器内部分别设有相互串联的一级***片和二级***片，一级***片的***压力为0.4/MPa，二级***片的***压力为0.6/MPa，一级***片和二级***片之间的***片夹持器上设有突出门充气口，通过气源***向一级***片和二级***片之间充气直到打开二级***片，同时瞬间诱爆一级***片，实现突出口瞬间打开，以模拟石门揭煤这种剧烈诱发因素诱导的突出工况；
1e)密封箱体盖板，将高压气瓶、真空泵、流量计Ⅰ顺序连接，流量计Ⅰ的输出端通过管路与箱体充气口相连接，可视化箱体后部的序号为A3的多功能钻孔中设置外接接头与流量计Ⅱ相连接，流量计Ⅱ的出口管路与水泵相连接，并检测箱体及各管路密封效果；
1f)在可视化箱体外侧和瞬间突出门处分别设置高速摄像机；
2a) 对煤样进行三轴应力加载操作向煤样施加应力：其中煤样顶部6个序号为X1-X6的透明加载板均施加应力6 MPa，前侧6个序号为Y1-Y6的透明加载板均施加应力8 MPa；左侧1个序号为Z1的透明加载板施加应力10 MPa；
2b) 启动真空泵通过箱体充气口对煤样进行抽真空操作，直到煤样内部气压小于100Pa后关闭真空泵，用时12 h；
2c) 使用高压气瓶通过可视化箱体底部的箱体充气口对煤样进行充瓦斯操作，共分为四阶段保证煤样吸附平衡气压为0.74 MPa，第一阶段充气12 h、充气压力至0.3 MPa，然后关闭气瓶，稳定6 h；第二阶段充气12 h、充气压力至0.6 MPa，然后关闭气瓶，稳定6 h；第三阶段充气12 h、充气压力至0.74 MPa，然后关闭气瓶，稳定6 h；第四阶段充气6 h、充气并稳定至0.74 MPa，然后关闭气瓶，用时共计60 h，充气过程中通过流量计Ⅰ记录充入瓦斯量；同时通过高压气瓶向瞬间突出门的一级***片和二级***片之间的充气口充气至0.3 MPa；
3a) 使用高压气瓶向瞬间突出门的一级***片和二级***片之间的充气口充气大于0.4MPa，使一级***片和二级***片先后破裂，从而模拟井下瓦斯突出；
3b）利用高速摄像机采集模拟瓦斯突出中煤粉喷出的图像，当模拟的瓦斯突出结束后，停止透明加载板的应力加载，收集突出口抛出的煤粉并称重；
4a）重复步骤1c-到2c，之后利用水泵通过多功能钻孔向煤样中进行注水操作；
5a）注水结束后，利用高压气瓶向瞬间突出门的一级***片和二级***片之间的充气口充气大于0.4MPa，使一级***片和二级***片先后破裂，以测试突出是否发生；
5b）利用高速摄像机采集模拟瓦斯突出中煤粉喷出的图像，当发生突出后等待突出结束，之后停止透明加载板的应力加载，收集突出口抛出的煤粉并称重；
6a) 依次改变注水钻孔、注水速率、注水时间的试验条件重复上述所有试验步骤重新进行试验并记录相关的信息，包括：
利用序号为A3的多功能钻孔注水时，首先控制注水速率为1.0mL/s，先后注水2小时和5个小时进行检测，再以注水速率为5.0mL/s先后注水2小时和5个小时进行检测；
或者同时利用序号为A3的多功能钻孔和序号为A4的多功能钻孔同时向煤样中注水，两个多功能钻孔首先控制注水速率为1.0mL/s，先后注水2小时和5个小时进行检测，再以注水速率为5.0mL/s先后注水2小时和5个小时进行检测；
经过上述实验并根据是否突出或者消突效果判断出最好的消突方式；
7a) 根据抛出煤粉质量计算注水操作前后突出强度：抛出煤粉质量比装煤总质量，若不发生突出，则突出强度记为0；
7b) 通过不同注水条件下突出强度与注水前突出强度进行对比，以评价、检验煤层注水消突效果，若通过煤层注水后突出强度降低，则表明煤层注水消突效果较好；反之，则没有效果；同时进一步对注水条件进行优化。
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