:瞬间释放机构9包括:下支架9-5、上支架9_2、密封盘9_1、卡紧扣9-3、释放扣9-4。密封盘9-1能够密封煤与瓦斯喷出口，能够与卡紧扣卡紧及松开的释放扣9-4与下支架9-5铰接，卡紧扣9-3与上支架9-2铰接，密封盘9_1与释放扣9_4通过丝杠连接。
[0063]通过丝杠可调节密封盘的活动。密封时将释放扣9-4与卡紧扣9-3卡住，调节丝杠压缩密封盘密封煤与瓦斯喷出口；
[0064]释放时将释放扣9-4与卡紧扣9-3分离，在压力作用下密封盘9_1与煤与瓦斯喷出口迅速分离。瓦斯喷出口与密封的透明巷道8 —端连通，透明巷道8上设置有用于测定透明巷道8中瓦斯气体流速的流速传感器11。
[0065]面式充气加载盘1-2为方形结构件，其外部边缘与筒形煤样室结构的内腔配合，能保证内腔的气密性。
[0066]压力温度传感器10通过数据线分别连接二次仪表，用于测试煤与瓦斯吸附与突出过程中气体压力和煤体温度变化。
[0067]利用本实用新型进行试验时分为两个阶段，第一阶段为煤与瓦斯的吸附解吸实验，接着为煤与瓦斯突出试验。上述实验阶段均通过该系统与外部相连的控制系统与测试系统2控制。
[0068]首先将煤样装在煤样室1-1内，将抽真空及瓦斯充填孔道5 —端连接瓦斯气瓶3，另一端连接真空抽采设备，并连接好其他仪器。
[0069]用液压加载设备4对要成型的煤样施加荷载，根据预先设定好的成型压力分次成型。煤样成型后，封闭突出口，检查试验容器气密性。
[0070]用真空泵将煤样室抽真空，用液压加载设备4对型煤施加压力并保持压力稳定。
[0071]将高压高纯99.9%甲烷充入煤样室。待煤样室内压力达到平衡，部分气体被吸附，部分气体仍以游离状态处于剩余体积之中，已知充入(放出)的甲烷体积，扣除剩余体积的游离体积，即为吸附体积。
[0072]重复这样的测定，得到各压力段平衡压力与吸附体积量，连接起来即为吸附等温线。完成煤与瓦斯的吸附解吸实验。
[0073]待地应力和瓦斯压力达到预定值后突出模拟装置中的型煤实际上相当于一个含“瓦斯”的煤层，突然打开利用瞬间释放机构进行临时密封的突出口，此时由于瓦斯压力和轴压模拟地应力的作用，使储存在煤样室中的能量从突出口突然释放而完成煤与瓦斯的突出试验。
[0074]若突出装置内的成型煤样在当时的条件下力量较大，就会形成大型突出；若突出装置内的成型煤样在当时的条件下力量较小，就会出现压出或者倾出现象；若突出装置内的成型煤样在当时的条件下无突出危险，成型煤样稳定不动或有极少量煤体垮落。所要测定的突出参数有:煤样成型压力、突出时的油缸压力、瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯流量、突出强度、突出距离、突出煤粒度、突出时间等。这样本实用新型可以研究型煤在不同地应力、不同瓦斯压力条件下煤对瓦斯的吸附解析特性和型煤在不同地应力、不同瓦斯压力条件下煤与瓦斯关出特性。
[0075]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【主权项】
1.一种真三轴煤与瓦斯吸附解吸和突出试验装置系统，其特征是，包括由若干节筒状单元顺次连接组成的筒形煤样室结构，每个筒状单元外周上均设有若干能够检测其内部的型煤温度和气体压力的压力及温度传感器，以及筒状单元外周上对称设置有四个加载装置，加载装置沿筒状单元径向伸入筒状单元内腔中与加载板相连，且能通过加载板对筒状单元内腔中的型煤施加侧向地应力；所述筒形煤样室结构两端分别设置有反力盖，其中一端的反力盖中设置有内侧面与筒形煤样室结构的内腔相通的面式充气加载盘，用来施加轴压，所述侧向地应力和轴压共同组成三向地应力，另一端设有工作时与筒形煤样室结构的内腔连通的煤与瓦斯喷出口，在煤与瓦斯喷出口处设置有用于控制喷出口导通的瞬间释放机构。
2.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述面式充气加载盘外侧连接有加载活塞杆，加载活塞杆中设有抽真空及瓦斯充填孔道，抽真空及瓦斯充填孔道外端通过三通分别与外部抽真空设备和瓦斯充填设备相连通；抽真空及瓦斯充填孔道的内部出口与面式充气加载盘表面交叉设置的呈放射状和环状的沟槽相通。
3.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述瞬间释放机构包括上、下支架，上支架上铰接有卡紧扣，下支架上铰接有能够与卡紧扣卡紧及松开的释放扣，释放扣上通过螺纹旋有丝杠，丝杠末端连接能够密封煤与瓦斯喷出口的密封盘； 通过丝杠能调节密封盘的活动，密封时，将释放扣与卡紧扣卡住，调节丝杠压缩密封盘密封煤与瓦斯喷出口 ；释放时，将释放扣与卡紧扣分离，在压力作用下密封盘与煤与瓦斯喷出口迅速分离。
4.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述筒形煤样室固定安装于支撑架上。
5.如权利要求2所述的系统，其特征是，所述抽真空及瓦斯充填孔道的外部三通管的两出口上各安置控制开关。
6.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述筒状单元的内腔为方形，筒状单元是由沿其内腔方形的对角线向外延伸形成对称的四瓣式反力块连接组成，筒状单元的外圆周上设有若干向内凹陷的槽，压力及温度传感器和加载装置均安装于槽中。
7.如权利要求1所述的系统，其特征是，每一个筒状单元的内腔中均有四块与方形内腔壁相匹配的加载板，四块加载板组成的空间形成煤样室，每一块加载板通过与其相连的加载装置能够自由沿直线移动，实现对煤样室中型煤上、下、左、右方向的挤压。
8.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述加载装置为液压缸，液压缸通过管道与外部液压加载设备相连。
9.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述面式充气加载盘为方形结构件，其外部边缘与筒形煤样室结构的内腔配合，能保证内腔的气密性。
10.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述压力及温度传感器通过数据线分别连接二次仪表，用于测试煤与瓦斯吸附与突出过程中气体压力和煤体温度变化。
【专利摘要】本实用新型公开了一种真三轴煤与瓦斯吸附解吸和突出试验装置系统，包括由若干节筒状单元顺次连接组成的筒形煤样室结构，每个筒状单元外周上均设有若干压力及温度传感器，筒状单元外周上对称设置四个加载装置，加载装置沿筒状单元径向伸入内腔中与加载板相连，加载板对筒状单元内腔中的型煤施加侧向地应力；筒形煤样室结构两端分别设置有反力盖，一端的反力盖中设置有内侧面与筒形煤样室结构的内腔相通的面式充气加载盘，用来施加轴压，另一端设有煤与瓦斯喷出口，在煤与瓦斯喷出口处设置有瞬间释放机构；本实用新型能够研究型煤在不同地应力、不同瓦斯压力条件下煤对瓦斯的吸附解析特性和煤与瓦斯突出机理。
【IPC分类】G01N3-10, G01N7-04, G01N33-22
【公开号】CN204286978
【申请号】CN201420771107
【发明人】王汉鹏, 张庆贺, 李清川, 张冰, 李海燕
【申请人】山东大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月9日