一种上保护层开采固气耦合相似模拟实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤炭开采技术领域，具体是一种上保护层开采固气耦合相似模拟实验装置。
【背景技术】
[0002]煤炭是我国的主要能源，长期占一次能源的70%左右。根据国际能源署(IEA)的预测，到2030年，煤仍占我国能源消费总量的60%。随着矿井煤层开采向深部的延深，矿井煤层的突出危险性进一步增强，一些浅部为非突出的煤层进入深部后逐渐转变为突出煤层，中国已经成为世界上煤与瓦斯突出灾害最严重的国家，瓦斯突出灾害的发生次数和突出强度为世界之最。而目前我国多数矿区煤层的渗透性低、瓦斯压力大和地应力高等特点，严重制约了煤矿瓦斯抽采和利用。卸压开采是降低煤层地应力、增大煤层渗透性和提高瓦斯抽采效果的主要措施，经长期的理论研究和工程实践表明，保护层卸压开采是提高煤层透气性和降低瓦斯灾害事故最有效的技术措施。由于工程实践的需要，保护层卸压开采技术已在煤层群矿区进行了应用，但相关卸压理论基础研究仍滞后于工程应用，尤其是卸压开采后煤体渗透率演化特征和裂隙扩展贯通机制仍不清楚，严重影响了保护层卸压开采技术的应用效果。因此，对保护层卸压开采的煤层瓦斯渗透理论进行系统深入的研究，可为高效的瓦斯抽采方法和抽采工艺提供理论技术支撑，实现煤与瓦斯高效安全共采。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种上保护层开采固气耦合相似模拟实验装置，从理论和实验上以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]—种上保护层开采固气耦合相似模拟实验装置，包括实验箱体和渗透率测试系统，所述实验箱体为密封的实验箱体，所述实验箱体包括框架和底座，所述框架的前端安装有有机玻璃板，框架的后端由带测试孔的钢板、衔接板和普通钢板密封而成，框架的顶端安装有钢板，框架固定在底座上，实验箱体由前端的有机玻璃板、后端的钢板、顶端的钢板和底座形成密封箱体，底座的下端安装有滚轮，所述有机玻璃板的下部开设有15个进气孔，框架后端带测试孔的钢板上开设有15个与进气孔对应的测试孔，实验箱体底部铺有应力传感器；应力传感器通过数据导线依次连接有数据采集仪和计算机；所述渗透率测试系统由空气压缩机、储气罐、高压橡胶管、分路器、压力表和电子流量计组成，压力表和电子流量计安装在分路器和实验箱体的测试孔之间，分路器和实验箱体之间的高压橡胶管上还安装有截止阀，空气压缩机和储气罐之间的高压橡胶管上安装有气栗阀。
[0006]作为优选，所述实验箱体的气压最大承载力为2MPa。
[0007]作为优选，所述框架的尺寸为1600mmX 1250mmX 200mm。
[0008]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型可测定下伏煤岩体在采动情况下应力、变形和渗透率的变化规律及分布特征，实验操作过程简便，效果清楚直观，试验周期短，为研究保护层开采提供便利。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图。
[0010]图2为本实用新型中框架上的有机玻璃上的示意图。
[0011]图中:1_空气压缩机；2_储气罐；3_分路器；4-框架；5_数据采集仪；6_计算机；7-有机玻璃板；8_应力传感器；9_数据导线；10_高压橡胶管；11_气栗阀；12_压力表；13-电子流量计；14_底座；15_滚轮；16_截止阀。
【具体实施方式】
[0012]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0013]请参阅图1?2，本实用新型实施例中，一种上保护层开采固气耦合相似模拟实验装置，包括实验箱体和渗透率测试系统，所述实验箱体为密封的实验箱体，所述实验箱体包括框架4和底座14，所述框架4的前端安装有有机玻璃板7，框架4的后端由带测试孔的钢板、衔接板和普通钢板密封而成，框架4的顶端安装有钢板，框架4固定在底座14上，实验箱体由前端的有机玻璃板7、后端的钢板、顶端的钢板和底座14形成密封箱体，底座14的下端安装有滚轮15，所述有机玻璃板7的下部开设有15个进气孔，框架4后端带测试孔的钢板上开设有15个与进气孔对应的测试孔，实验箱体底部铺有应力传感器8 ;应力传感器8通过数据导线9依次连接有数据采集仪5和计算机6 ;所述渗透率测试系统由空气压缩机1、储气罐2、高压橡胶管10、分路器3、压力表12和电子流量计13组成，压力表和电子流量计安装在分路器和实验箱体的测试孔之间，分路器3和实验箱体之间的高压橡胶管10上还安装有截止阀16，空气压缩机I和储气罐2之间的高压橡胶管10上安装有气栗阀11。
[0014]作为优选，所述实验箱体的气压最大承载力为2MPa。
[0015]作为优选，所述框架4的尺寸为1600mmX 1250mmX 200mm。
[0016]显然，以上所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
【主权项】
1.一种上保护层开采固气耦合相似模拟实验装置，包括实验箱体和渗透率测试系统，其特征在于，所述实验箱体为密封的实验箱体；所述实验箱体包括框架和底座，所述框架固定在底座上，所述框架的前端安装有机玻璃板，框架的后端由带测试孔的钢板、衔接板和普通钢板密封而成，框架的顶端安装有钢板，所述底座的下端安装有滚轮，所述有机玻璃板的下部开设有15个进气孔，框架后端带测试孔的钢板上开设有15个与进气孔对应的测试孔，实验箱体底部铺有应力传感器；应力传感器通过数据导线依次连接数据采集仪和计算机；所述渗透率测试系统由空气压缩机、储气罐、高压橡胶管、分路器、压力表和电子流量计组成，压力表和电子流量计安装在分路器和实验箱体的测试孔之间，分路器和实验箱体之间的高压橡胶管上还安装有截止阀，空气压缩机和储气罐之间的高压橡胶管上安装有气栗阀。2.根据权利要求1所述的上保护层开采固气耦合相似模拟实验装置，其特征在于，所述实验箱体的气压最大承载力为2MPa。3.根据权利要求1所述的上保护层开采固气耦合相似模拟实验装置，其特征在于，所述框架的尺寸为1600mmX 1250mmX 200mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种上保护层开采固气耦合相似模拟实验装置，包括实验箱体和渗透率测试系统，实验箱体密封设置，实验箱体上的有机玻璃板和钢板上开设有对应的进气孔和测试孔，实验箱体的应力传感器依次连接数据采集仪和计算机，渗透率测试系统均由空气压缩机、储气罐、高压橡胶管、分路器、截止阀、压力表和电子流量计组成，充气系统连接在实验箱体的充气孔上，渗透率测试系统连接在实验箱体的测试孔上。本实用新型可测定下伏煤岩体在开采时应力、变形和渗透率的变化规律及分布特征，操作过程简便，效果清楚直观，试验周期短，为研究保护层开采提供便利。
【IPC分类】G01N33/24
【公开号】CN204758592
【申请号】CN201520484066
【发明人】刘黎, 林海飞, 严敏, 崔炎彬, 马彦阳, 李志梁
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月7日