一种煤层瓦斯吸附/解吸变形及变形力动态测试系统

摘要

本发明提供一种可实现煤体吸附、解吸瓦斯气体过程中变形和变形力同时直接测试的多功能测试系统，以解决实验室条件下，难以真实、可靠地测定煤体因吸附、解吸瓦斯气体发生的变化。即一种煤层瓦斯吸附/解吸变形及变形力动态测试系统，包括试验罐系统、恒温系统、气压系统和测量系统。所述试验罐系统包括底座、罐体、限位压杆、测力传感器和限位机构。所述恒温系统包括一个上端敞口的槽体。所述气压系统包括高压储气钢瓶、气瓶阀、四通接头、排气阀、真空阀和真空泵。所述测量系统包括电阻应变计、应变采集仪、声发射传感器和声发射采集装置。本发明可实现不同瓦斯压力、不同温度、不同应变条件和/或不同初始应力条件下煤体吸附、解吸瓦斯气体过程中变形量及变形力直接测试的可靠测试。

主权项

一种煤层瓦斯吸附/解吸变形及变形力动态测试系统，其特征在于：包括试验罐系统、恒温系统、气压系统和测量系统；所述试验罐系统中，包括底座(20)、罐体(21)、限位压杆(31)、测力传感器(38)和限位机构；所述底座(20)是一个上端敞口、下端封闭的中空体，所述罐体(21)是一个上端封闭、下端敞口的中空体；试验时，所述罐体(21)的下端扣合在所述底座(20)的上端，使得所述底座(20)的内腔和所述罐体(21)的内腔共同组成一个具有气密性的试验腔体(34)；所述试验腔体(34)内放置测力传感器(38)和试件(35)；所述测力传感器(38)的下端放置在所述底座(20)内腔的底部，所述测力传感器(38)的上端与接头(39)的下表面接触；所述接头(39)的上表面与所述试件(35)的下表面接触；所述罐体(21)的上端具有供限位压杆(31)穿过的通孔；所述限位压杆(31)的上端与设置在所述罐体(21)上方的限位机构接触；所述限位压杆(31)的下端从所述罐体(21)顶部的通孔中穿入到所述试验腔体(34)后，与所述试件(35)的上表面接触；所述罐体(21)上还设置有气孔；所述恒温系统包括一个上端敞口的槽体(19)，试验时，所述槽体(19)内充入恒温水，所述底座(20)和罐体(21)浸入所述恒温水中；所述气压系统包括高压储气钢瓶(1)、气瓶阀(2)、四通接头(6)、排气阀(7)、真空阀(8)和真空泵(12)；所述高压储气钢瓶(1)的出气口连接气瓶阀(2)；所述气瓶阀(2)的出气口通过管道与所述四通接头(6)的管口Ⅰ连接；所述四通接头(6)的管口Ⅱ通过管道与排气阀(7)的进气口连接；所述四通接头(6)的管口Ⅲ通过管道与所述罐体(21)上的气孔连接；所述四通接头(6)的管口Ⅳ通过管道与真空阀(8)的进气口连接；所述真空阀(8)的出气口通过管道与真空泵(12)连接；所述测量系统包括电阻应变计(40)和应变采集仪(16)；试验时，所述电阻应变计(40)粘贴在所述试件(35)的外表面；所述应变采集仪(16)通过数据线与电阻应变计(40)相连；在所述试件(35)的外表面安装相互垂直的两个电阻应变计(40)；所述测量系统还包括声发射传感器(32)，及其声发射采集装置；所述声发射传感器(32)贴在所述限位压杆(31)的外表面；试验时，所述声发射传感器(32)采集到的信号传递给所述声发射采集装置。