详情

原文传递一种测试延期突出临界瓦斯压力与延期时间的方法

专利名称：	一种测试延期突出临界瓦斯压力与延期时间的方法
摘要：	一种测试延期突出临界瓦斯压力与延期时间的方法，适用于实验室中对于煤矿井下模拟使用，实验室中测试延期突出临界瓦斯压力与延期时间使用，包括前期准备阶段、延期突出孕育阶段、延期突出诱发阶段、延期突出结束和后续工作；通过给煤样加热，充入不同压力的瓦斯气体，最后使用蜡封圆柱模拟瓦斯突出，模拟煤与瓦斯延期突出，测定不同条件下延期突出的临界瓦斯压力，测定不同条件下延期突出的延期时间，其步骤简单，检测效果好，具有良好的实用性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国矿业大学
发明人：	张超林;李忠辉;王恩元;刘晓斐;刘贞堂
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910590492.7
公开号：	CN110261233A
代理机构：	南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	李悦声
分类号：	G01N3/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	221116 江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学科研院
主权项：	1.一种测试延期突出临界瓦斯压力与延期时间的方法，其特征在于包括：前期准备阶段、延期突出孕育阶段、延期突出诱发阶段、延期突出结束和后续工作；详细步骤为： 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； 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，所述可视化箱体由箱体腔体和箱体盖板过程，两者之间通过密封圈和密封螺栓精密连接，可视化箱体的右侧开有突出口，可视化箱体底部设有布满热电阻丝的海绵状多功能金属板，多功能金属板上设有充气口，可视化箱体侧设有热电阻丝电源能通过的接线口a，可视化箱体设有加载系统，所述加载系统顶部以及可视化箱体的左侧壁内和前侧壁内设有多个透明加载板，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传感器安装孔，在距离突出口0.75m的断面内利用可视化箱体背部开设的传感器安装孔向可视化箱体中的6％含水率煤样中埋入气压传感器，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后解除透明加载板14对煤样的加压； 1d)在可视化箱体1的右侧开有的突出口2中安装延期突出门，延期突出门包括透明圆管11，透明圆管11尾部设有安装法兰10，透明圆管11内以石蜡融化倒入充满密封，透明圆管11内壁直径与突出口2匹配，突出口2直径为0.1m，透明圆管11长0.5m，透明圆管11内壁区域1-区域5分别铺设延时门热电阻丝12，延期突出圆管内壁的延时门热电阻丝12从接线口b13延伸出，将延期突出门的透明圆管11通过安装法兰连接至可视化箱体1的突出口2上； 1e)将高压气瓶出气口、真空泵抽气口和可视化箱体1的充气口7气路顺序连接，然后将高压气瓶出气口与延期突出门的接线口b连接，检测可视化箱体1、延期突出门及气管管路密封效果，确保密封压力不低于6MPa； 1f)在可视化箱体1外侧和瞬间突出门处分别设置高速摄像机16； 2a)利用温度传感器和气压传感器采集可视化箱体1中煤样的气压和温度数据； 2b)按照试验方案对煤样进行三轴应力加载操作，其中煤样上部6个压板应力大小均为25MPa，前侧6个压板应力大小均为30MPa；左侧1个压板应力大小为20MPa； 2c)启动真空泵对煤样进行抽真空操作，直到煤体内部气压小于100Pa关闭真空泵，用时约12h； 2d)打开高压气瓶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0.4MPa，然后关闭气瓶，稳定6h；第二阶段充气12h、充气压力至0.8MPa，然后关闭气瓶，稳定6h；第三阶段充气6h、充气压力至0.74MPa，然后关闭气瓶；用时共计约38h； 2e)利用多功能金属板上的加热电阻丝对煤样底部进行加热，设置加热温度为50℃，待煤层距离突出口0.5m和1.0m的断面内温度差异小于0.1℃时停止加热，以保证煤层内部不同位置温度相同，一般用时约12h； 3a)利用延时门加热电阻丝对延期突出门圆管内区域1-区域5中凝固的石蜡加热，待石蜡融化到一定程度不足以密封箱体瓦斯时诱发延期突出，停止加热；其中加热不同区域模拟距离突出口不同位置处煤巷掘进扰动诱发延期突出，加热的区域根据需要调整； 3b)若发生突出，记录延期时间，同时重复步骤1、2，并在步骤2c)中以P0为梯度降低充气吸附平衡气压为0.69MPa，进一步重复步骤3a诱发突出；如此重复直到在给定试验条件下无法诱发突出，结束试验，则前一次充气压力和延期时间即为延期突出临界瓦斯压力和延期时间； 3c)若不发生突出，则以P0为梯度增加充气压力为0.79MPa，进一步重复步骤3a诱发突出；如此重复直到在给定试验条件下诱发突出，则本次充气压力和延期时间即为延期突出临界瓦斯压力和延期时间。 2.根据权利要求1所述的测试延期突出临界瓦斯压力与延期时间的方法，其特征在于：控制煤样中的瓦斯压力P为/0.74MPa，三轴透明加载板的加载应力分别为5.0/MPa和10.0/MPa，分别测试煤样粒径在0-1mm和1-2mm时煤样的多种状态。 3.根据权利要求2所述的测试延期突出临界瓦斯压力与延期时间的方法，其特征在于：分别给延时门中的石蜡加热，加热温度分别控制在50℃或者100℃时，检测可视化箱体中的煤样喷出的煤粉质量与时间状态。
所属类别：	发明专利