一種承載煤裂隙觀測及瓦斯滲流可視化實驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提出一種承載煤裂隙觀測及瓦斯滲流可視化實驗裝置，解決了不透明的實驗裝置無法滿足實驗需要問題。本發明專利技術包括透明鋼化玻璃，透明鋼化玻璃安裝在底座上，透明鋼化玻璃和底座之間設有壓力室，壓力室通過管路依次與第一閥門、第一壓力表、圍壓供氣壓裝置連通，壓力室通過管路與第二閥門連通；壓力室內設有透明熱縮管，透明熱縮管內部設有試件，透明熱縮管的上部配合有上巖芯塞，上巖芯塞與活塞桿連接，活塞桿穿過透明鋼化玻璃，活塞桿與透明鋼化玻璃之間設有密封膠圈，活塞桿與加載缸體連接，加載缸體與液壓油連接。本發明專利技術采用透明鋼化玻璃、透明熱縮管包圍煤試件，壓力室采用氣體供壓，不影響裂隙擴展的圖像觀測，顯微攝像機實時動態監測。

Observation device for carrying coal seam observation and gas seepage visualization

The invention provides a visual observation device for carrying coal seam observation and gas seepage, which solves the problem that the opaque experimental device can not meet the experimental requirements. The invention comprises a transparent toughened glass, transparent toughened glass is installed on the base, a pressure chamber is arranged between the transparent glass and a pressure chamber connected with the first valve, pressure gauge, pressure for the first pneumatic device connected through the pipeline, the pressure chamber through the pipe and valve second; the pressure chamber is provided with a transparent transparent heat shrinkable tube, heat shrinkable tube inside the specimen, the upper transparent heat shrinkable tube with a core plug on the core plug is connected with a piston rod, the piston rod through the transparent glass, the sealing rubber ring is arranged between the piston rod and the transparent toughened glass, the piston rod is connected with the loading cylinder, hydraulic oil cylinder and load connection. The invention adopts transparent tempered glass and transparent heat shrinkable tube to surround the coal sample, and the pressure chamber adopts gas pressure to supply the image observation without affecting the crack propagation, and the micro camera real-time dynamic monitoring.

【技術實現步驟摘要】
一種承載煤裂隙觀測及瓦斯滲流可視化實驗裝置
本專利技術涉及瓦斯滲透性實驗裝置，特別是指一種承載煤裂隙觀測及瓦斯滲流可視化實驗裝置。
技術介紹
煤與瓦斯突出是煤礦生產中遇到的一種極為復雜的礦井瓦斯動力現象。近些年來，各地煤礦瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出事故頻發，煤礦瓦斯災害已嚴重影響到煤炭工業的健康發展。煤與瓦斯突出是地應力、瓦斯壓力及煤巖物理力學性質共同作用的結果。因此，深入研究地應力、瓦斯耦合作用下的煤巖力學特性，特別是從細觀角度，對煤巖破壞過程中裂紋的產生、擴展動態過程以及最后破壞狀態進行研究，有利于更深入地了解含瓦斯煤巖的物理力學性質，對揭示煤巖動力現象發生機理及開發相應災害防治技術具有重要的理論價值和工程指導意義。目前，瓦斯滲透性實驗裝置的夾持器多為不透明剛性材料，相當于瓦斯滲透性實驗在一個黑箱里進行，若要研究瓦斯滲流過程當中煤的裂隙擴展特征，現有裝置無法滿足實驗需要；現有滲透板結構不合理，瓦斯滲透效果不好，得不到較好的實驗現象；裝置智能化程度低，實驗過程繁瑣，增加實驗人員的勞動量。
技術實現思路
本專利技術提出一種承載煤裂隙觀測及瓦斯滲流可視化實驗裝置，解決了不透明的實驗裝置無法滿足實驗需要問題。本專利技術的技術方案是這樣實現的：一種承載煤裂隙觀測及瓦斯滲流可視化實驗裝置，包括透明鋼化玻璃，透明鋼化玻璃安裝在底座上，透明鋼化玻璃和底座之間設有壓力室，壓力室通過管路依次與第一閥門、第一壓力表、圍壓供氣壓裝置連通，壓力室通過管路與第二閥門連通；壓力室內設有透明熱縮管，透明熱縮管內部設有試件，透明熱縮管的上部配合有上巖芯塞，上巖芯塞與活塞桿連接，活塞桿穿過透明鋼化玻璃，活塞桿與透明鋼化玻璃之間設有密封膠圈，活塞桿與加載缸體連接，加載缸體與液壓油連接，試件通過管路依次與上巖芯塞、活塞桿、流量計、減壓閥、甲烷氣體連通；透明熱縮管的下部配合有下巖芯塞，下巖芯塞與底座配合，試件通過管路依次與下巖芯塞、底座、第三閥門、阻尼器、真空泵連通；透明鋼化玻璃外部設有顯微攝像機，顯微攝像機與計算機連接。所述的加載缸體與液壓油通過兩條管路連接，一條管路上設有第二壓力表，另一條管路上設有第三壓力表，第一壓力表、第二壓力表和第三壓力表均與計算機連接，第一閥門、第二閥門和第三閥門均與計算機連接，流量計和真空泵均與計算機連接。所述的上巖芯塞與試件之間設有滲流板，下巖芯塞與試件之間設有滲流板，滲流板的半徑為nR，滲流板包括由內到外的n層，相鄰的兩層之間設有隔板，滲流板第一層為半徑為R的中心圓，第2~n層為環寬為R的圓環，n-1個圓環的半徑從2*R增加至n*R并且依次增加R，中心圓上開有一個通孔，第n層的圓環分為面積相同的2n-1塊，每層圓環相鄰的兩塊之間設有隔板，每塊中心處上有一個通孔，其中，n為正整數，R為正數。所述的底座內設有壓力開關，壓力開關與下巖芯塞配合，壓力室內設有照明燈和光控開關，壓力開關與光控開關連接，光控開關與照明燈連接，照明燈與計算機連接；壓力室內設有瓦斯傳感和氣壓傳感，瓦斯傳感和氣壓傳感與計算機連接。本技術方案能產生的有益效果：能夠在承載煤瓦斯滲流過程中對煤樣裂隙擴展圖像進行實時動態監測，采用透明鋼化玻璃，同時煤試件周圍采用透明熱縮管包圍，壓力室采用氣體供壓，而氣體不影響裂隙擴展的圖像觀測，采用顯微攝像機對承載煤瓦斯滲流過程中煤樣裂隙擴展進行實時動態監測。計算機監測、記錄各裝置的工作參數，并智能控制各裝置的工作狀態，實驗人員不但可以監測當前實驗狀態，還可以調取計算機儲存的實驗進行研究觀測，實驗人員通過計算機智能控制實驗的流程，使實驗操作智能化，降低人工勞動量。本裝置的滲流板結構合理，每個通孔分擔相同體積的氣體，使得氣流更加均勻，更加真實的模擬瓦斯滲流過程，提高實驗裝置的真實性；照明燈能在實驗進行時，光照強度不足的情況下輔助照明，提高顯微攝像機拍攝清晰度，提高實驗質量。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術結構示意圖。圖2為本專利技術滲流板結構圖。其中：1-甲烷氣體；2-減壓閥；3-流量計；4-加載缸體；5-活塞桿；6-密封膠圈；7-透明鋼化玻璃；8-壓力室；9-透明熱縮管；10-上巖芯塞；11-試件；12-下巖芯塞；13-底座；14-閥門；15-壓力表；16-圍壓供氣壓裝置；17-壓力表；18-壓力表；19-液壓油；20-閥門；21-閥門；22-阻尼器；23-真空泵；24-計算機；25-顯微攝像機；26-壓力開關；27-光控開關；28-照明燈；29-瓦斯傳感；30-氣壓傳感。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。如圖1~2所示，一種承載煤裂隙觀測及瓦斯滲流可視化實驗裝置，包括透明鋼化玻璃7，透明鋼化玻璃7安裝在底座13上，透明鋼化玻璃7和底座13之間設有壓力室8，壓力室8通過管路依次與第一閥門14、第一壓力表15、圍壓供氣壓裝置16連通，壓力室8通過管路與第二閥門20連通；壓力室8內設有透明熱縮管9，透明熱縮管9內部設有試件11，透明熱縮管9的上部配合有上巖芯塞10，上巖芯塞10與活塞桿5連接，活塞桿5穿過透明鋼化玻璃7，活塞桿5與透明鋼化玻璃7之間設有密封膠圈6，活塞桿5與加載缸體4連接，加載缸體4與液壓油19連接，試件11通過管路依次與上巖芯塞10、活塞桿5、流量計3、減壓閥2、甲烷氣體1連通；透明熱縮管9的下部配合有下巖芯塞12，下巖芯塞12與底座13配合，試件11通過管路依次與下巖芯塞12、底座13、第三閥門21、阻尼器22、真空泵23連通；透明鋼化玻璃7外部設有顯微攝像機25，顯微攝像機25與計算機24連接。所述的加載缸體4與液壓油19通過兩條管路連接，一條管路上設有第二壓力表17，另一條管路上設有第三壓力表18，第一壓力表15、第二壓力表17和第三壓力表18均與計算機24連接，第一閥門14、第二閥門20和第三閥門21均與計算機24連接，流量計3和真空泵23均與計算機24連接。所述的上巖芯塞（10）與試件（11）之間設有滲流板，下巖芯塞（12）與試件（11）之間設有滲流板，滲流板的半徑為nR，滲流板包括由內到外的n層，相鄰的兩層之間設有隔板，滲流板第一層為半徑為R的中心圓，第2~n層為環寬為R的圓環，n-1個圓環的半徑從2*R增加至n*R并且依次增加R，中心圓上開有一個通孔，第n層的圓環分為面積相同的2n-1塊，每層圓環相鄰的兩塊之間設有隔板，每塊中心處上有一個通孔，其中，n為正整數，R為正數。所述的底座13內設有壓力開關26，壓力開關26與下巖芯塞12配合，壓力室8內設有照明燈28和光控開關27，壓力開關26與光控開關27連接，光控開關27與照明燈28連接，照明燈28與計算機24連接；壓力室8內設有瓦斯傳感29和氣壓傳感30，瓦斯傳感29和氣壓傳感3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種承載煤裂隙觀測及瓦斯滲流可視化實驗裝置，其特征在于：包括透明鋼化玻璃（7），透明鋼化玻璃（7）安裝在底座（13）上，透明鋼化玻璃（7）和底座（13）之間設有壓力室（8），壓力室（8）通過管路依次與第一閥門（14）、第一壓力表（15）、圍壓供氣壓裝置（16）連通，壓力室（8）通過管路與第二閥門（20）連通；壓力室（8）內設有透明熱縮管（9），透明熱縮管（9）內部設有試件（11），透明熱縮管（9）的上部配合有上巖芯塞（10），上巖芯塞（10）與活塞桿（5）連接，活塞桿（5）穿過透明鋼化玻璃（7），活塞桿（5）與透明鋼化玻璃（7）之間設有密封膠圈（6），活塞桿（5）與加載缸體（4）連接，加載缸體（4）與液壓油（19）連接，試件（11）通過管路依次與上巖芯塞（10）、活塞桿（5）、流量計（3）、減壓閥（2）、甲烷氣體（1）連通；透明熱縮管（9）的下部配合有下巖芯塞（12），下巖芯塞（12）與底座（13）配合，試件（11）通過管路依次與下巖芯塞（12）、底座（13）、第三閥門（21）、阻尼器（22）、真空泵（23）連通；透明鋼化玻璃（7）外部設有顯微攝像機（25），顯微攝像機（25）與計算機（24）連接。...

【技術特征摘要】
1.一種承載煤裂隙觀測及瓦斯滲流可視化實驗裝置，其特征在于：包括透明鋼化玻璃（7），透明鋼化玻璃（7）安裝在底座（13）上，透明鋼化玻璃（7）和底座（13）之間設有壓力室（8），壓力室（8）通過管路依次與第一閥門（14）、第一壓力表（15）、圍壓供氣壓裝置（16）連通，壓力室（8）通過管路與第二閥門（20）連通；壓力室（8）內設有透明熱縮管（9），透明熱縮管（9）內部設有試件（11），透明熱縮管（9）的上部配合有上巖芯塞（10），上巖芯塞（10）與活塞桿（5）連接，活塞桿（5）穿過透明鋼化玻璃（7），活塞桿（5）與透明鋼化玻璃（7）之間設有密封膠圈（6），活塞桿（5）與加載缸體（4）連接，加載缸體（4）與液壓油（19）連接，試件（11）通過管路依次與上巖芯塞（10）、活塞桿（5）、流量計（3）、減壓閥（2）、甲烷氣體（1）連通；透明熱縮管（9）的下部配合有下巖芯塞（12），下巖芯塞（12）與底座（13）配合，試件（11）通過管路依次與下巖芯塞（12）、底座（13）、第三閥門（21）、阻尼器（22）、真空泵（23）連通；透明鋼化玻璃（7）外部設有顯微攝像機（25），顯微攝像機（25）與計算機（24）連接。2.根據權利要求1所述的承載煤裂隙觀測及瓦斯滲流可視化實驗裝置，其特征在于：所述的加載缸體（4）與液壓油（19）通過兩條管路連接，一條管路上設有第二壓力表（17），...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭吉玉，王公忠，田坤云，王振江，孫光中，
申請(專利權)人：河南工程學院，
類型：發明
國別省市：河南,41