一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)及其使用方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)，包括箱體、支架和用于支撐箱體的支撐座，所述箱體的前端和上部均敞開(kāi)，箱體的前端內(nèi)側(cè)設(shè)置有可提起的活動(dòng)門(mén)，箱體的上方安裝有承壓蓋板，所述箱體前端的底部設(shè)置有用于調(diào)節(jié)箱體傾斜角度的調(diào)節(jié)螺桿，所述支架為U型支架，支架倒扣于箱體上，支架的兩端固定安裝于地面上，所述支架與承壓蓋板之間以及支架與箱體的兩個(gè)側(cè)板之間均設(shè)置有液壓缸，所述箱體的兩個(gè)側(cè)板上均開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣孔，所述進(jìn)氣孔上設(shè)置有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管遠(yuǎn)離進(jìn)氣孔的一端通過(guò)進(jìn)氣總管連接有瓦斯罐，所述進(jìn)氣總管上設(shè)置有壓力表。另外，本發(fā)明專利技術(shù)還公開(kāi)了該試驗(yàn)臺(tái)的使用方法。本發(fā)明專利技術(shù)的試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，使用方便，具有多種功能。

Multifunctional simulated drilling test table and method of use thereof

The invention discloses a multifunctional drilling simulation test bench, which comprises a box body, and the bracket for supporting seat body, wherein the front end of the box and the upper part are open, inside the front box is provided with a lift movable door, a bearing cover is arranged above the box body, wherein the front end of the bottom of the box body is provided for the adjusting screw adjusting box tilt angle, the bracket is U type bracket, bracket buckle on the box body, both ends of the bracket is fixed on the ground, there are hydraulic cylinders are arranged between the bracket and the bearing bracket and the box cover plate and two side plates, two side plates of the box body is provided there are air inlet, the air inlet is arranged on the air inlet pipe, the inlet pipe is connected with the inlet end away from the gas tank through the air inlet duct, the air duct is provided with a pressure gauge. In addition, the invention also discloses the use method of the test table. The test table of the invention has the advantages of simple structure, reasonable design, convenient use and multiple functions.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)及其使用方法
本專利技術(shù)屬于瓦斯防治實(shí)驗(yàn)
，具體涉及一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)及其使用方法。
技術(shù)介紹
瓦斯災(zāi)害是我國(guó)煤礦主要自然災(zāi)害之一，目前已成為煤礦安全生產(chǎn)的主要矛盾。通過(guò)施工鉆孔抽采煤層瓦斯是煤礦治理瓦斯災(zāi)害的重要手段，而在煤礦瓦斯抽采工作中，鉆孔的封孔質(zhì)量是影響抽采效果的關(guān)鍵因素。國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室模擬瓦斯抽采鉆孔的發(fā)展一直比較緩慢，一般測(cè)試都是通過(guò)非常簡(jiǎn)單的裝置進(jìn)行，或者直接在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，這樣的現(xiàn)狀導(dǎo)致的結(jié)果就是：不是實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠精確就是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試?yán)щy。近幾年模擬鉆孔越來(lái)越被研究人員重視，發(fā)展也變得迅速起來(lái)，但是目前實(shí)驗(yàn)室所使用的模擬鉆孔裝置都是比較簡(jiǎn)單而且功能單一，沒(méi)有集成多功能的模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)。因此，有針對(duì)性的研發(fā)一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)對(duì)于煤層鉆孔的科學(xué)研究是很有必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，使用方便，且具有多種功能。該試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)設(shè)置活動(dòng)門(mén)，方便模擬煤層材料的充填和成型，待模擬煤層成型后可直接提起活動(dòng)門(mén)進(jìn)行鉆孔和封孔操作，通過(guò)設(shè)置承壓蓋板和支架，并在支架與承壓蓋板之間以及支架與箱體的兩個(gè)側(cè)板之間均設(shè)置液壓缸，能夠向模擬煤層施加三維應(yīng)力，模擬煤層圍壓，通過(guò)在箱體的兩個(gè)側(cè)板上均開(kāi)設(shè)進(jìn)氣孔并設(shè)置與瓦斯罐相連的進(jìn)氣管，可以通過(guò)在箱體兩側(cè)注入瓦斯氣體充當(dāng)實(shí)際煤層中的瓦斯源，真實(shí)還原現(xiàn)場(chǎng)鉆孔密封環(huán)境。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：包括箱體、支架和用于支撐箱體的支撐座，所述箱體的前端和上部均敞開(kāi)，箱體的前端內(nèi)側(cè)設(shè)置有可提起的活動(dòng)門(mén)，箱體的上方安裝有承壓蓋板，所述箱體前端的底部設(shè)置有用于調(diào)節(jié)箱體傾斜角度的調(diào)節(jié)螺桿，所述支架為U型支架，支架倒扣于箱體上，支架的兩端固定安裝于地面上，所述支架與承壓蓋板之間以及支架與箱體的兩個(gè)側(cè)板之間均設(shè)置有液壓缸，所述箱體的兩個(gè)側(cè)板上均開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣孔，所述進(jìn)氣孔上設(shè)置有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管遠(yuǎn)離進(jìn)氣孔的一端通過(guò)進(jìn)氣總管連接有瓦斯罐，所述進(jìn)氣總管上設(shè)置有壓力表。上述的一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：所述支撐座包括前支撐座和后支撐座，所述后支撐座設(shè)置于箱體后端的底部，所述前支撐座包括設(shè)置于箱體前端兩側(cè)的左框架和右框架，所述左框架和右框架之間且位于箱體的下方設(shè)置有橫梁，所述調(diào)節(jié)螺桿設(shè)置于橫梁上。上述的一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：所述左框架和右框架均為三角鋼結(jié)構(gòu)，左框架和右框架對(duì)稱設(shè)置。上述的一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：所述箱體的兩個(gè)側(cè)板的前端內(nèi)側(cè)均設(shè)置有供活動(dòng)門(mén)卡入的卡槽。另外，本專利技術(shù)還提供了一種上述的多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)的使用方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一、打開(kāi)箱體上方安裝的承壓蓋板，將活動(dòng)門(mén)裝入箱體的前端內(nèi)側(cè)，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿使箱體調(diào)整至實(shí)驗(yàn)所需角度；步驟二、根據(jù)實(shí)際煤層的情況配置模擬煤層材料，將模擬煤層材料填充至箱體中并壓實(shí)，填充的模擬煤層材料晾干形成模擬煤層，然后依次安裝承壓蓋板、支架和液壓缸；步驟三、將進(jìn)氣管插入進(jìn)氣孔中并用膠密封；步驟四、提起活動(dòng)門(mén)，采用鉆機(jī)在模擬煤層的前端中部鉆掘模擬鉆孔，然后將瓦斯抽采管和注漿管插入模擬鉆孔中，在瓦斯抽采管遠(yuǎn)離模擬鉆孔的一端連接負(fù)壓泵，在注漿管遠(yuǎn)離模擬鉆孔的一端連接注漿罐，采用兩堵一注的工藝通過(guò)注漿管注入封孔材料，封堵模擬鉆孔；步驟五、待模擬鉆孔封堵完成后，打開(kāi)瓦斯罐向箱體內(nèi)通入瓦斯，并通過(guò)液壓缸向箱體內(nèi)的模擬煤層施加壓力，觀測(cè)實(shí)驗(yàn)效果并獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)模擬瓦斯抽采鉆孔密封系列實(shí)驗(yàn)。上述的方法，其特征在于：所述模擬瓦斯抽采鉆孔密封系列實(shí)驗(yàn)包括鉆孔密封深度實(shí)驗(yàn)，不同鉆孔直徑對(duì)封孔的影響實(shí)驗(yàn)，不同傾角鉆孔密封實(shí)驗(yàn)，瓦斯壓力與封孔材料滲透性關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，封孔材料氣密性、流動(dòng)性、滲透性和與煤層粘結(jié)性的實(shí)驗(yàn)，礦壓對(duì)瓦斯抽采鉆孔和封孔材料的影響實(shí)驗(yàn)。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，使用方便。2、本專利技術(shù)通過(guò)設(shè)置活動(dòng)門(mén)，方便模擬煤層材料的充填和成型，待模擬煤層成型后可直接提起活動(dòng)門(mén)進(jìn)行鉆孔和封孔操作。3、本專利技術(shù)設(shè)置承壓蓋板和支架，并在支架與承壓蓋板之間以及支架與箱體的兩個(gè)側(cè)板之間均設(shè)置液壓缸，能夠向模擬煤層施加三維應(yīng)力，模擬煤層圍壓。4、本專利技術(shù)在箱體的兩個(gè)側(cè)板上均開(kāi)設(shè)進(jìn)氣孔并設(shè)置與瓦斯罐相連的進(jìn)氣管，可以通過(guò)在箱體兩側(cè)注入瓦斯氣體充當(dāng)實(shí)際煤層中的瓦斯源，真實(shí)還原現(xiàn)場(chǎng)鉆孔密封環(huán)境。5、本專利技術(shù)的模擬試驗(yàn)臺(tái)具有多種功能，可以通過(guò)調(diào)節(jié)密封段的長(zhǎng)度，研究不同的封孔深度對(duì)密封性能的影響效果；可以通過(guò)調(diào)整鉆孔直徑，研究不同直徑鉆孔在圍壓下的穩(wěn)定性和密封性能；可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿調(diào)整出不同傾角的鉆孔，研究不同傾角鉆孔在圍壓作用下的穩(wěn)定性及其密封性能；可以通過(guò)使用不同材料進(jìn)行封孔，研究和驗(yàn)證各種封孔材料的氣密性、流動(dòng)性、滲透性和與煤層粘結(jié)性等封孔性能；可以通過(guò)向模擬煤層注入不同壓力的瓦斯來(lái)研究瓦斯壓力與封孔材料滲透性的關(guān)系；可以通過(guò)外加載荷，研究不同圍壓對(duì)瓦斯抽采鉆孔穩(wěn)定性的作用。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。說(shuō)明書(shū)附圖圖1為本專利技術(shù)多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專利技術(shù)箱體和活動(dòng)門(mén)的位置關(guān)系示意圖。圖3為本專利技術(shù)多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)的使用狀態(tài)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明:1—支撐座；1-1—后支撐座；1-2—左框架；1-3—右框架；1-4—橫梁；2—箱體；2-1—側(cè)板；3—調(diào)節(jié)螺桿；4—活動(dòng)門(mén)；5—承壓蓋板；6—支架；7—液壓缸；8—進(jìn)氣總管；9—瓦斯罐；10—壓力表；11—進(jìn)氣管；12—卡槽；13—模擬鉆孔；14—瓦斯抽采管；15—注漿管；16—負(fù)壓泵；17—注漿罐。具體實(shí)施方式如圖1和圖2所示，本專利技術(shù)的多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)，包括箱體2、支架6和用于支撐箱體2的支撐座1，所述箱體2的前端和上部均敞開(kāi)，箱體2的前端內(nèi)側(cè)設(shè)置有可提起的活動(dòng)門(mén)4，箱體2的上方安裝有承壓蓋板5，所述箱體2前端的底部設(shè)置有用于調(diào)節(jié)箱體2傾斜角度的調(diào)節(jié)螺桿3，所述支架6為U型支架，支架6倒扣于箱體2上，支架6的兩端固定安裝于地面上，所述支架6與承壓蓋板5之間以及支架6與箱體2的兩個(gè)側(cè)板2-1之間均設(shè)置有液壓缸7，所述箱體2的兩個(gè)側(cè)板2-1上均開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣孔，所述進(jìn)氣孔上設(shè)置有進(jìn)氣管11，所述進(jìn)氣管11遠(yuǎn)離進(jìn)氣孔的一端通過(guò)進(jìn)氣總管8連接有瓦斯罐9，所述進(jìn)氣總管8上設(shè)置有壓力表10。本實(shí)施例中，所述支撐座1包括前支撐座和后支撐座1-1，所述后支撐座1-1設(shè)置于箱體2后端的底部，所述前支撐座包括設(shè)置于箱體2前端兩側(cè)的左框架1-2和右框架1-3，所述左框架1-2和右框架1-3之間且位于箱體2的下方設(shè)置有橫梁1-4，所述調(diào)節(jié)螺桿3設(shè)置于橫梁1-4上。本實(shí)施例中，所述左框架1-2和右框架1-3均為三角鋼結(jié)構(gòu)，左框架1-2和右框架1-3對(duì)稱設(shè)置。本實(shí)施例中，所述箱體2的兩個(gè)側(cè)板2-1的前端內(nèi)側(cè)均設(shè)置有供活動(dòng)門(mén)4卡入的卡槽12。本專利技術(shù)的多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)的使用狀態(tài)如圖3所示，使用方法具體包括以下步驟：步驟一、打開(kāi)箱體2上方安裝的承壓蓋板5，將活動(dòng)門(mén)4裝入箱體2的前端內(nèi)側(cè)，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿3使箱體2調(diào)整至實(shí)驗(yàn)所需角度；步驟二、根據(jù)實(shí)際煤層的情本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：包括箱體(2)、支架(6)和用于支撐箱體(2)的支撐座(1)，所述箱體(2)的前端和上部均敞開(kāi)，箱體(2)的前端內(nèi)側(cè)設(shè)置有可提起的活動(dòng)門(mén)(4)，箱體(2)的上方安裝有承壓蓋板(5)，所述箱體(2)前端的底部設(shè)置有用于調(diào)節(jié)箱體(2)傾斜角度的調(diào)節(jié)螺桿(3)，所述支架(6)為U型支架，支架(6)倒扣于箱體(2)上，支架(6)的兩端固定安裝于地面上，所述支架(6)與承壓蓋板(5)之間以及支架(6)與箱體(2)的兩個(gè)側(cè)板(2?1)之間均設(shè)置有液壓缸(7)，所述箱體(2)的兩個(gè)側(cè)板(2?1)上均開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣孔，所述進(jìn)氣孔上設(shè)置有進(jìn)氣管(11)，所述進(jìn)氣管(11)遠(yuǎn)離進(jìn)氣孔的一端通過(guò)進(jìn)氣總管(8)連接有瓦斯罐(9)，所述進(jìn)氣總管(8)上設(shè)置有壓力表(10)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：包括箱體(2)、支架(6)和用于支撐箱體(2)的支撐座(1)，所述箱體(2)的前端和上部均敞開(kāi)，箱體(2)的前端內(nèi)側(cè)設(shè)置有可提起的活動(dòng)門(mén)(4)，箱體(2)的上方安裝有承壓蓋板(5)，所述箱體(2)前端的底部設(shè)置有用于調(diào)節(jié)箱體(2)傾斜角度的調(diào)節(jié)螺桿(3)，所述支架(6)為U型支架，支架(6)倒扣于箱體(2)上，支架(6)的兩端固定安裝于地面上，所述支架(6)與承壓蓋板(5)之間以及支架(6)與箱體(2)的兩個(gè)側(cè)板(2-1)之間均設(shè)置有液壓缸(7)，所述箱體(2)的兩個(gè)側(cè)板(2-1)上均開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣孔，所述進(jìn)氣孔上設(shè)置有進(jìn)氣管(11)，所述進(jìn)氣管(11)遠(yuǎn)離進(jìn)氣孔的一端通過(guò)進(jìn)氣總管(8)連接有瓦斯罐(9)，所述進(jìn)氣總管(8)上設(shè)置有壓力表(10)。2.按照權(quán)利要求1所述的一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：所述支撐座(1)包括前支撐座和后支撐座(1-1)，所述后支撐座(1-1)設(shè)置于箱體(2)后端的底部，所述前支撐座包括設(shè)置于箱體(2)前端兩側(cè)的左框架(1-2)和右框架(1-3)，所述左框架(1-2)和右框架(1-3)之間且位于箱體(2)的下方設(shè)置有橫梁(1-4)，所述調(diào)節(jié)螺桿(3)設(shè)置于橫梁(1-4)上。3.按照權(quán)利要求2所述的一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：所述左框架(1-2)和右框架(1-3)均為三角鋼結(jié)構(gòu)，左框架(1-2)和右框架(1-3)對(duì)稱設(shè)置。4.按照權(quán)利要求1所述的一種多功能模擬鉆孔試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：所述箱體(2)的兩個(gè)側(cè)板(2-1)的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張超，李樹(shù)剛，楊會(huì)軍，林海飛，劉超，嚴(yán)敏，趙鵬翔，丁洋，張靜非，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西安科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：陜西,61