叉连通的导气槽，导气槽通过面板端部的充气通道与充气管道连通；所述面板上面依次设有下层筛板、钢丝网和上层筛板，所述下层筛板、钢丝网、上层筛板和面板的边缘连接处通过橡胶密封条密封，并在最上部的上层筛板边缘设置固定压条，固定压条通过螺栓将下层筛板、钢丝网、上层筛板固定在面板上。面式充气加载盘为圆盘式结构件，其外径与圆筒形煤样室的内腔过渡配合，且能保证内腔的气密性。
[0058]如图3所示:快速释放机构5中间为Φ 60mm的喷出口，包括:下支架5_5、上支架5-2、密封盘5-1、卡扣5-3、C型卡扣5-4。C型卡扣5_4与下支架5_5铰接，卡扣5_3与上支架5-2铰接，密封盘5-1与C型卡扣5-4通过旋转螺杆连接，通过旋转螺杆可调节密封盘的活动。密封时将C型卡扣5-4与卡扣5-3卡住，调节旋转螺杆使密封盘5-1密封喷出口 ；释放时将C型卡扣5-4与卡扣5-3分离，在压力与重力作用下密封盘5-1与喷出口迅速分离。
[0059]压力和温度传感器4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。活塞杆外部，三通前端安装位移传感器，测量面式充气加载盘2的位移。
[0060]如图4所示，一体式煤与瓦斯吸附解吸与突出试验装置的煤与瓦斯喷出口前方放置用于记录煤与瓦斯突出瞬态过程的高速摄像机10，液压站14通过液压站接口 I为液压加载设备提供原动力，高压瓦斯气瓶13和真空泵11通过三通6与活塞杆上的孔道相连接，实现煤样室3内抽真空与瓦斯气体充填。。
[0061]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试验，接着为煤与瓦斯突出试验。
[0062]首先升起中部千斤顶调节煤样室倾角，将煤样装在煤样室3内，将三通6 —端连接高压瓦斯气瓶13，另一端连接真空泵11，液压加载设备连接液压站，安置高速摄像机10，并连接好其他仪器。用液压加载设备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。用真空泵11将煤样室抽真空，用液压加载设备对型煤9施加压力并保持压力稳定。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。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。
[0063]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，突然打开利用快速释放机构进行临时密封的喷出口，此时由于瓦斯压力和压力模拟地应力的作用，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。
[0064]考察试验现象(突出，压出或倾出，不突出)，可以根据试验条件揭示煤岩力学性质和加载条件对煤与瓦斯突出的影响因素和作用机制。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、推力器前进距离即煤体压缩量、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宄型煤在不同地应力、不同瓦斯压力条件下煤对瓦斯的吸附解吸特性和型煤在不同地应力、不同瓦斯压力条件下煤与瓦斯突出特性。
[0065]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】
1.一种一体式煤与瓦斯吸附解吸与突出试验装置，其特征是，包括一圆筒形煤样室，煤样室外壁上设有若干能够检测型煤温度和气体压力的压力和温度传感器，所述煤样室的一端固定安装有能够沿轴向伸入其中且能施加轴向地应力的液压加载及充气设备，另一端设有工作时与煤样室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快速释放机构；液压加载及充气设备包括一活塞杆，位于煤样室内的活塞杆上设置一个与煤样室内腔相配合的活塞，活塞杆末端与试验时放置于煤样室中的煤样接触的面式充气加载盘连接，活塞和面式充气加载盘分别位于煤样室中通过纵向隔板分开的两个独立腔体中，活塞和面式充气加载盘与纵向隔板之间的空间分别与煤样室外壁上的两个液压站接口相通。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述活塞杆中心设有孔道，孔道一端与活塞杆外部的三通的一个端口相连，三通的另外两个端口上分别与瓦斯气瓶和真空抽采设备相连接，孔道另一端与面式充气加载盘上的导气槽相通。
3.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述快速释放机构中间设置有喷出口，快速释放机构包括上、下支架，上支架上铰接有卡扣，下支架上铰接有能够与卡扣卡紧及松开的C型卡扣，释放扣上通过螺纹设有旋转螺杆，旋转螺杆末端连接能够密封煤与瓦斯喷出口的密封盘； 通过旋转螺杆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C型卡扣与卡扣分离，在压力和重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所述的装置，其特征是，所述圆筒形煤样室、液压加载设备、面式充气加载盘和快速释放机构均固定安装于支撑架上，前部支撑架为金属支架，后部铰接在混凝土粧上，中部铰接在千斤顶上，通过千斤顶升降调节突出口角度。
5.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述与瓦斯气瓶和真空抽采设备相连接的三通上设有控制开关。
6.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述面式充气加载盘为圆盘式结构件，其外径与圆筒形煤样室的内腔过渡配合，且能保证内腔的气密性。
7.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述压力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；活塞杆外部，三通前端安装位移传感器，测量面式充气加载盘的位移。
8.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述的煤与瓦斯喷出口前方放置用于记录煤与瓦斯突出瞬态过程的高速摄像机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种一体式煤与瓦斯吸附解吸与突出试验装置，包括一圆筒形煤样室，煤样室外壁上设有若干压力和温度传感器，煤样室一端固定安装有液压加载及充气设备，另一端设有煤与瓦斯喷出口，在煤与瓦斯喷出口处设置有快速释放机构；液压加载及充气设备包括一活塞杆，活塞杆上设置一个与煤样室内腔相配合的活塞，活塞杆末端与面式充气加载盘连接，活塞和面式充气加载盘分别位于煤样室中两个独立腔体中，活塞和面式充气加载盘与纵向隔板之间的空间分别与煤样室外壁上的两个液压站接口相通；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吸特性和煤与瓦斯突出机理。
【IPC分类】G01N33-00
【公开号】CN204287148
【申请号】CN201420770845
【发明人】张庆贺, 王汉鹏, 李清川, 张冰, 袁亮, 杨为民
【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