负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置及方法，包括瓦斯渗流实验系统、应力加载实验系统、煤损伤实时观测系统、负压控制系统、煤体变形测试系统；瓦斯渗流实验系统包括瓦斯气瓶、煤样罐，瓦斯气瓶和负压控制系统分别通过瓦斯输送管路与煤样罐连接，负压控制系统与煤样罐连接的瓦斯输送管路上设有流量计；应力加载实验系统包括轴压加载装置和围压加载系统，轴压加载装置包括压力机，围压加载系统包括围压泵，围压泵上设有围压控制仪表。研究负压条件下瓦斯渗流和煤体损伤的实时变化对瓦斯抽采优化，更加接近实际瓦斯抽采情况，为瓦斯抽采优化措施的制定提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种瓦斯抽采技术，尤其涉及一种负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置及方法。
技术介绍
目前最有效的瓦斯灾害治理手段之一就是瓦斯抽采，而瓦斯抽采的一个重要特点就是负压。因此，为了更加接近实际瓦斯抽采情况，研究负压条件下瓦斯渗流和煤体损伤的实时变化对瓦斯抽采优化具有十分重要的意义。目前，相关的负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置及方法难以接近实际瓦斯抽采情况，无法为瓦斯抽采优化措施的制定提供理论依据。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种更加接近实际瓦斯抽采情况的负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置及方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置，包括瓦斯渗流实验系统、应力加载实验系统、煤损伤实时观测系统、负压控制系统、煤体变形测试系统；所述的瓦斯渗流实验系统包括瓦斯气瓶、煤样罐，所述瓦斯气瓶和负压控制系统分别通过瓦斯输送管路与所述煤样罐连接，所述负压控制系统与煤样罐连接的瓦斯输送管路上设有流量计；所述的应力加载实验系统包括轴压加载装置和围压加载系统，所述轴压加载装置包括压力机，所述围压加载系统包括围压泵，所述围压泵上设有围压控制仪表。本专利技术的上述的负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置实现负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试的方法，包括步骤：首先制作煤样，贴好应变片和导线，然后组装仪器，将煤体损伤实时观测系统置入煤样罐底部，并将煤样放在该系统的上方，组装好煤样罐后，将煤样罐与瓦斯气瓶、流量计和负压控制系统、煤体变形测试系统连接，然后将煤样罐置于应力加载系统中，并设定轴压、围压数值及煤样管的进气口压力值和出口端的负压值；组好以上实验准备后，开始进行负压条件下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时测试实验；当实验完成后，取出煤样罐中的煤体损伤实时观测系统，将其中微型摄像的数据导入到电脑进行分析。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置及方法，更加接近实际瓦斯抽采情况，研究负压条件下瓦斯渗流和煤体损伤的实时变化对瓦斯抽采优化，为瓦斯抽采优化措施的制定提供理论依据。附图说明图1为本专利技术实施例提供的负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤实时动态测试装置剖面示意图；图3a、图3b分别为本专利技术实施例中煤体损伤实时观测系统及其中间带眼的耐压圆柱形玻璃的结构示意图；图4为本专利技术实施例中煤体损伤实时观测系统的剖面结构示意图。图中：1-瓦斯气瓶；2-瓦斯输送管路；3-应变仪；4-数据记录系统；5-压力机；6-煤样罐；7-围压控制仪表；8-围压泵；9-流量计；10-负压控制系统；6-煤样罐；11-煤样罐进气口；12-活塞杆；13-上部固定螺母；14-煤样；15-橡胶套；16-保温装置；17-围压输油孔；18-微型摄像机；19-煤损伤实时观测系统；20-微型强光灯；21-下部固定螺母；22-支撑杆；23-煤样罐出气口；24-微型摄像机；25-瓦斯输送管；26-强光灯；27-保护缸体；28-中间带眼的耐压圆柱形玻璃。具体实施方式下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。本专利技术的负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置，其较佳的具体实施方式是：包括瓦斯渗流实验系统、应力加载实验系统、煤损伤实时观测系统、负压控制系统、煤体变形测试系统；所述的瓦斯渗流实验系统包括瓦斯气瓶、煤样罐，所述瓦斯气瓶和负压控制系统分别通过瓦斯输送管路与所述煤样罐连接，所述负压控制系统与煤样罐连接的瓦斯输送管路上设有流量计；所述的应力加载实验系统包括轴压加载装置和围压加载系统，所述轴压加载装置包括压力机，所述围压加载系统包括围压泵，所述围压泵上设有围压控制仪表。所述煤体损伤实时观测系统包括保护缸体、微型摄像机和微型强光灯，所述保护缸体的顶端盖子由中间带眼的耐压圆柱形玻璃组成，其他部分由钢制成，所述保护缸体的的中间有一个瓦斯输送管，所述微型摄像机和微型强光灯置于所述保护缸体内部。所述负压控制系统包括防爆真空泵、电子真空计、电磁继电器和单片机，所述电子真空计通过瓦斯输送管路与防爆真空泵相连，所述电子真空计的数据线与单片机和电磁继电器相连，所述电磁继电器与所述防爆真空泵的开关连接。所述煤体变形测试系统包括通过导线连接的应变片、应变仪和数据记录系统，所述应变片设于煤样罐的上部压头处。本专利技术的上述的负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置实现负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试的方法，其较佳的具体实施方式是：包括步骤：首先制作煤样，贴好应变片和导线，然后组装仪器，将煤体损伤实时观测系统置入煤样罐底部，并将煤样放在该系统的上方，组装好煤样罐后，将煤样罐与瓦斯气瓶、流量计和负压控制系统、煤体变形测试系统连接，然后将煤样罐置于应力加载系统中，并设定轴压、围压数值及煤样管的进气口压力值和出口端的负压值；组好以上实验准备后，开始进行负压条件下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时测试实验；当实验完成后，取出煤样罐中的煤体损伤实时观测系统，将其中微型摄像的数据导入到电脑进行分析。具体实施例：如图1至图4所示，负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置及方法包括瓦斯渗流实验系统，应力加载实验系统，煤损伤实时观测系统，负压控制系统。所述的瓦斯渗流实验系统包括瓦斯气瓶，瓦斯输送管路，煤样罐和流量计组成。瓦斯输送管路与瓦斯气瓶，煤样罐，流量计和负压控制装置相连。所述的应力加载实验系统由轴压加载装置和围压加载系统组成。轴压加载通过压力机来实现，围压加载通过加压泵来实现。所述煤体损伤实时观测系统由保护缸体，微型摄像机，微型强光灯组成，保护缸体的顶端盖子由中间带眼的耐压圆柱形玻璃组成，其他部分由钢制成，并且保护缸体的中间有一个瓦斯输送管。微型摄像机和微型强光灯置于保护缸体内部。所述负压控制系统由防爆真空泵，电子真空计，电磁继电器和单片机组成。其中电子真空计通过瓦斯输送管路与防爆真空泵相连，电子真空计的数据线与单片机和电磁继电器相连。单片机通过电子真空计的数据控制电磁继电器开关来控制防爆真空泵的开关，从而达到控制并维持出口端负压值的目的。所述煤体变形测试系统由应变片、导线、应变仪、数据记录系统组成。其中导线通过特制的接头在煤样罐压头侧壁引出，接头通过螺纹和煤样罐压头相连。首先制作煤样，贴好应变片和导线，然后组装仪器，将煤体损伤实时观测系统置入煤样罐底部，并将煤样放在该系统的上方，组装好煤样罐后，将煤样罐与瓦斯气瓶、流量计和负压控制系统、煤体变形测试系统连接。然后将煤样罐置于应力加载系统中。其次设定轴压、围压数值及煤样管的进气口压力值和出口端的负压值。组好以上实验准备后，开始进行负压条件下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时测试实验。当实验完成后，取出煤样罐中的煤体损伤实时观测系统，将其中微型摄像的数据导入到电脑进行分析。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置，其特征在于，包括瓦斯渗流实验系统、应力加载实验系统、煤损伤实时观测系统、负压控制系统、煤体变形测试系统；所述的瓦斯渗流实验系统包括瓦斯气瓶、煤样罐，所述瓦斯气瓶和负压控制系统分别通过瓦斯输送管路与所述煤样罐连接，所述负压控制系统与煤样罐连接的瓦斯输送管路上设有流量计；所述的应力加载实验系统包括轴压加载装置和围压加载系统，所述轴压加载装置包括压力机，所述围压加载系统包括围压泵，所述围压泵上设有围压控制仪表。

【技术特征摘要】
1.一种负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置，其特征在于，包括瓦斯渗流实验系统、应力加载实验系统、煤损伤实时观测系统、负压控制系统、煤体变形测试系统；所述的瓦斯渗流实验系统包括瓦斯气瓶、煤样罐，所述瓦斯气瓶和负压控制系统分别通过瓦斯输送管路与所述煤样罐连接，所述负压控制系统与煤样罐连接的瓦斯输送管路上设有流量计；所述的应力加载实验系统包括轴压加载装置和围压加载系统，所述轴压加载装置包括压力机，所述围压加载系统包括围压泵，所述围压泵上设有围压控制仪表。2.根据权利要求1所述的负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置，其特征在于，所述煤体损伤实时观测系统包括保护缸体、微型摄像机和微型强光灯，所述保护缸体的顶端盖子由中间带眼的耐压圆柱形玻璃组成，其他部分由钢制成，所述保护缸体的的中间有一个瓦斯输送管，所述微型摄像机和微型强光灯置于所述保护缸体内部。3.根据权利要求2所述的负压状态下瓦斯渗流与煤体损伤变形实时动态测试装置，其特征在于，所述负压控制系统包括防爆真空泵、电子真空计、电磁继电器和单片机，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥春，杨春丽，聂百胜，李安金，殷鹏，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11