CN104569338B - 一种煤与瓦斯突出倾向性测定装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种煤与瓦斯突出倾向性测定装置及方法，装置包括封闭密封仓，封闭密封仓的上部设有压力表和进气孔，封闭密封仓的左侧壁上设有泄气孔和压力传感器，封闭密封仓的右侧壁上开有一卸压孔，卸压孔处设有封堵卸压孔的固孔闸，封闭密封仓的底部开有装取煤样孔和与装取煤样孔相配合的密封盖。将煤样颗粒装入密封仓内，通过注气孔向密封仓内注入瓦斯气体，使煤样充分吸附瓦斯；待密封仓上的压力表示数稳定不变后，快速打开手柄使密封仓突然卸压，之后取出煤样，观察煤样的破碎情况，如果煤样破碎，表明煤样在当前压力下有突出危险性，该方法可以更加直观反应煤层是否具有突出倾向性，且准确度较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤与瓦斯突出倾向性测定装置及方法，适用于不同条件矿井的煤层的突出倾向性的测定。
背景技术
煤与瓦斯突出是一种复杂的地质动力现象，其各突出因素之间相互关联，是造成矿井井下事故的主要灾害之一，对煤与瓦斯突出进行预测可以有效防止灾害事故的发生。《防治煤与瓦斯突出规定》中明确地指出，判定突出煤层鉴定的单项指标临界值所用的瓦斯压力为相对瓦斯压力，该临界值为0.74MPa，即作为判别煤层有无突出倾向性的瓦斯压力临界值。但是这个统一的临界瓦斯压力值不适用于各矿区的实际情况，无法有效指导安全生产工作以及敏感地发现危险。所以，《防治煤与瓦斯突出规定》也指出各矿要根据本矿环境，测定本矿的临界压力值。然而，目前还没有很好的方法能够对煤矿煤层的突出临界瓦斯压力值进行测定。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种方法简单、直观可靠的可以测定煤层是否具有突出倾向性的装置及方法。
技术方案：本发明的煤与瓦斯突出倾向性测定装置，包括设在支架上的封闭密封仓，封闭密封仓的上部设有压力表和进气孔，封闭密封仓的左侧壁上设有泄气孔和压力传感器，封闭密封仓的右侧壁上开有一卸压孔，卸压孔处设有封堵卸压孔的固孔闸，固孔闸包括闸臂、设在闸臂上的紧固螺堵和与闸臂扣合在一起的把手，封闭密封仓的底部开有装取煤样孔和与装取煤样孔相配合的密封盖。
所述的封闭密封仓前后两侧壁为透视板材制作而成。
使用上述装置的煤与瓦斯突出倾向性测定方法，包括以下步骤：
a.在现场获取煤层软分层煤样，并筛选测试煤样颗粒；
b.将10－100粒的煤样颗粒装入密封仓内，封闭密封仓；
c.通过注气孔向密封仓内注入瓦斯气体，使煤样充分吸附瓦斯；
d.待密封仓上的压力表示数稳定不变后，瓦斯压力标记为P，快速打开手柄使密封仓突然卸压，之后取出煤样，观察煤样的破碎情况；
若煤样未发生破裂现象，则认为在此压力下煤样所在的煤层不具有突出倾向性；
若煤样发生破碎现象，则认为在此压力下煤样所在的煤层具有突出倾向性。
所述测试煤样的粒径为1mm～50mm。
所述瓦斯压力P为煤样所在煤层实际测得的最大瓦斯压力。
有益效果：由于煤与瓦斯突出发生之后会产生大量的粉煤，这些粉煤被认为是煤层在高压瓦斯作用下发生了物理爆炸。如果没有煤粉的产生，瓦斯释放速度将会受到抑制，瓦斯很难发动持续突出。因此，将煤粉在特定瓦斯压力下是否会发生物理爆炸来作为煤与瓦斯突出危险性预测的指标。本发明可对不同环境和条件的矿井煤层的煤样进行实验，测定煤层在所处地点实际测得最大瓦斯压力条件下是否具有突出倾向性，与《防治煤与瓦斯突出规定》规定的0.74MPa这一临界值相比，可以更加直观反应煤层是否具有突出倾向性，且准确度较高。步骤简单，方便有效。因此，为有效解决上述问题，研发一种煤与瓦斯突出倾向性测定装置及方法，对不同矿井煤样进行物理爆炸实验，根据其破碎情况来测定煤层的突出临界瓦斯压力值，并可以测定煤层的突出倾向性。
附图说明
图1是本发明煤与瓦斯突出倾向性测定装置的结构示意图。
图2是本发明固孔闸结构示意图。
图中：1-压力表；2-注气孔；3-泄气孔；4-压力传感器；5-卸压孔；6闸臂；7-紧固螺堵；8-把手；9-密封盖；10-支架；11-压力表开关；12-密封仓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作作进一步的描述：
本发明的煤与瓦斯突出倾向性测定装置，包括设在支架10上的封闭密封仓12，封闭密封仓12的顶部设有压力表1和进气孔2，封闭密封仓12的左侧壁上设有泄气孔3和压力传感器4，封闭密封仓12的右侧壁上开有一卸压孔5，所述的封闭密封仓12前后两侧壁为透视板材制作而成。卸压孔5处设有封堵卸压孔的固孔闸，固孔闸包括闸臂6、设在闸臂6上的紧固螺堵7和与闸臂6扣合在一起的把手8，封闭密封仓12的底部开有装取煤样孔和与装取煤样孔相配合的密封盖9。
本发明的煤与瓦斯突出倾向性测定方法，具体步骤如下：
a.在现场获取煤层软分层煤样，并筛选一定颗粒的测试煤样；所述测试煤样的粒径为1mm～50mm。
b.打开密封盖9，将10－100粒的煤样颗粒装入密封仓12内，盖好密封盖9，封闭密封仓12；
c.打开压力表开关11，通过注气孔2向密封仓12内注入瓦斯气体，注气压力为煤样所在煤层最高原始压力的1.5倍，煤样在吸附平衡后，通过泄气孔3对容器内压力进行微调，使得最终吸附平衡压力等于煤样所在煤层原始最高压力。
d.待密封仓12上的压力表1示数稳定不变后，关闭压力表开关11，用安全锤快速打开手柄8，闸臂6带动紧固螺堵7松开解除对卸压孔5的封堵，容器内部的高压气体通过卸压孔5冲出来，使密封仓12突然卸压，压力传感器4将压力信号传递给信号采集器，实时记录密封舱内瓦斯压力瞬态突变的过程；
e.为防止测试煤样从卸压孔5中喷出，可在出口处设置一安全套，之后打开密封盖9取出煤样，观察煤样的破碎情况；
若煤样未发生破裂现象，则认为在此压力下煤样所在的煤层不具有突出倾向性；
若煤样发生破碎现象，则认为在此压力下煤样所在的煤层具有突出倾向性。
Claims (3)
1.一种煤与瓦斯突出倾向性测定方法，包括采用装置：该装置包括设在支架（10）上的封闭密封仓（12），封闭密封仓（12）的上部设有压力表（1）和进气孔（2），所述封闭密封仓（12）的左侧壁上设有泄气孔（3）和压力传感器（4），封闭密封仓（12）的右侧壁上开有一卸压孔（5），卸压孔（5）处设有封堵卸压孔的固孔闸，固孔闸包括闸臂（6）、设在闸臂（6）上的紧固螺堵（7）和与闸臂（6）扣合在一起的把手（8），封闭密封仓（12）的底部开有装取煤样孔和与装取煤样孔相配合的密封盖（9）；所述的封闭密封仓（12）前后两侧壁为透视板材制作而成，其特征在于，测定方法包括以下步骤：
a. 在现场获取煤层软分层煤样，并筛选测试煤样颗粒；
b. 打开密封盖（9），将10－100粒的煤样颗粒装入密封仓（12）内，盖好密封盖（9），封闭密封仓（12）；
c. 打开压力表开关（11），通过注气孔（2）向密封仓（12）内注入瓦斯气体，使煤样充分吸附瓦斯；注气压力为煤样所在煤层最高原始压力的1.5倍，煤样在吸附平衡后，通过泄气孔（3）对容器内压力进行微调，使得最终吸附平衡压力等于煤样所在煤层原始最高压力；
d. 待密封仓（12）上的压力表（1）示数稳定不变后，关闭压力表开关（11），用安全锤快速打开把手（8），闸臂（6）带动紧固螺堵（7）松开解除对卸压孔（5）的封堵，容器内部的高压气体通过卸压孔（5）冲出来，使密封仓（12）突然卸压，压力传感器（4）将压力信号传递给信号采集器，实时记录密封舱内瓦斯压力瞬态突变的过程；瓦斯压力标记为P，快速打开把手（8）使密封仓（12）突然卸压之后取出煤样，观察煤样的破碎情况；
若煤样未发生破裂现象，则认为在此压力下煤样所在的煤层不具有突出倾向性；
若煤样发生破碎现象，则认为在此压力下煤样所在的煤层具有突出倾向性。
2.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出倾向性测定方法，其特征在于：所述测试煤样的粒径为1mm~50mm。
3.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出倾向性测定方法，其特征在于：所述瓦斯压力P为煤样所在煤层实际测得的最大瓦斯压力。
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