1.一体化防治煤矿复合动力灾害的实验方法,其特征在于,其步骤为:
1)形成煤样模型及实验环境:
1.1)制作煤样模型:取煤样,将煤磨成粉并与水以比例1:2的质量比混合,施压形成煤样模型(10);在制好的煤样模型(10)外层涂混凝土外层(7);
1.2)模拟环境:在煤样模型(10)打孔注入瓦斯及CO2,使瓦斯及CO2吸附在型煤的孔隙中,吸附时间为1-2天,结束后用煤及水泥浆将孔封好;在模型外部设置施压机构,对煤样模型(10)施压,模拟煤矿井下条件;
2)实验准备:
2.1)在煤样模型由上至下依次打多个注采孔,每个注水孔(8)间隔为2m;
2.2)将外部分布有封管器(18)、流量传感器(13)、瓦斯传感器(14),内部设有瓦斯抽采管(15)、注水管(16)的套管带孔套管(9)插进注采孔;将瓦斯抽采管(15)接到瓦斯抽采泵(2)上,瓦斯抽采泵(2)连接到瓦斯集气瓶(1)上;注水管连接到水泵(4)上,水泵(4)另一端连接插进蓄水池(3)中;流量传感器(13)及瓦斯传感器(14)的电线连接到操控台(12)上;
3)实验:
3.1)将瓦斯抽采泵(2)打开开始全面抽采瓦斯,当瓦斯传感器(14)读数由低浓度指示灯变为中高浓度时,抽采结束并关闭瓦斯抽采泵(2);然后将水泵(4)打开,根据流量传感器(13)读数,通过操控台控制注水管(16)出水孔处的阀门,进行分段式注水;
3.2)注水时,观察流量传感器(13)读数,当流量传感器(13)只增不减时说明煤层中存在一定的裂隙孔隙,关闭此段出水孔处阀门,停止此段注水;然后换到下一段注水管注水;
当瓦斯传感器(14)上升至高浓度指示灯时,停止注水,打开瓦斯抽采泵(2),抽采一段时间后瓦斯传感器(14)读数回落至低浓度指示灯时关闭瓦斯抽采泵,并继续注水;
3.3)相邻注采孔的注抽顺序不同,一个注采孔注水先开始下一注采孔抽采先开始,形成内循环;
4)结论:实验结束后观察瓦斯收集瓶读数,确定瓦斯涌出量,发现注水后瓦斯涌出量比普通注水方式多了0.53倍,与普通注水方式所花时间进行对比缩短1.1倍。该注水装置注水效果增加十分明显。
根据权利要求1所述的一体化防治煤矿复合动力灾害的实验方法,其特征在于:所述的施压机构为设置在煤样模型(10)顶部及两侧的液压油缸(6),顶部的液压油缸(6)对煤样模型(10)施加25MPa压力,两侧的液压油缸(6)对煤样模型(10)施加15MPa压力。
2.根据权利要求1所述的一体化防治煤矿复合动力灾害的实验方法,其特征在于:所述的煤样模型(10)体积为150m3,所述的混凝土外层(7)厚度为30cm。
3.一种权利要求1中的一体化防治煤矿复合动力灾害的实验方法所使用的实验装置,其特征在于:包括外部包裹有混凝土外层(7)的煤样模型(10);注采孔(8)由侧面穿入煤样模型(10)中,外部设有封孔器(18)的套管(9)深入注采孔(8)中,所述的套管(9)上均匀分布有出水孔;所述的带孔套管(9)内部设有注水管(16)和瓦斯采集管(15);所述的注水管(16)上的喷嘴位置与套管(9)的出水孔位置对应;所述的出水孔位置处安装有流量传感器(13);
所述的瓦斯采集管(15)上设有通向煤样模型(10)的瓦斯采集入口,所述的瓦斯采集入口处设有瓦斯传感器(14)。
4.根据权利要求4所述的一体化防治煤矿复合动力灾害的实验装置,其特征在于:所述的注水管(16)的注水入口与外部的水泵(2)、蓄水池(3)依次连接。
5.根据权利要求4所述的一体化防治煤矿复合动力灾害的实验装置,其特征在于:所述瓦斯采集管(15)瓦斯出口处与外部的瓦斯抽采泵(2)、瓦斯集气瓶(1)依次连接。