2.模擬試驗台的結構方案設計
依據所製定的研製思路和目的，煤與瓦斯突出模擬試驗台主要由煤與瓦斯突出模具、快速釋放機構、承載框架、電流伺服加載係統、翻轉機構、主機支架及附屬裝置組成。
煤與瓦斯突出模具及瓦斯壓力檢測
本模擬試驗台共開發煤與瓦斯突出模具5套，分別用來模擬傾角為0o，15o，30o，45o及反45o煤層的煤與瓦斯突出試驗。其中，模擬煤層傾角為0o，l5o和30o時的模具均為六麵體，傾角為45o與反45o時的模具為七麵體，模具橫截麵尺寸均為400mm×400mm。所有模具均采用30mm厚的Q235鋼板焊接而成，突出端設有圓形開口以便煤樣在外力作用下從模具中突出。
每套模具均有兩個活動麵f側封板、上壓板。突出模具的密封依靠密封圈、突出口專用密封膜和矽膠配合完成，經試驗驗證，突出模具密封效果良好，達到了試驗要求。
為達到能模擬井下煤層中任一單元體的瓦斯源均是從整個單元體截麵滲入的目的，在每套模具底板上均刻有5mm深縱橫交錯網狀刻槽，並在刻槽之上焊有15mm厚的泡沫不鏽鋼材料以隔離進氣孔和煤樣（e），該泡沫不鏽鋼。
強度高、孔隙孔徑小，透氣而不透粉塵，可保證煤樣成型時煤粉不進入底板刻槽及進氣孔中堵塞進氣通道。對模型進行充氣時，瓦斯氣體首先從底板3個進氣孔流入底板刻槽，再通過泡沫不鏽鋼滲入煤樣。因此，本模擬試驗台所研製的配套突出模具不僅能有效解決同類設備隻能模擬水平傾角煤層的煤與瓦斯突出試驗的技術難題，還真實再現了石門揭傾斜煤層時的煤與瓦斯突出災害；同時，利用泡沫不鏽鋼材料隔離突出煤樣和進氣孔，既避免了現有同類設備中與實際情況有所偏差的“點充氣”問題，又實現了對突出煤樣實施均勻“麵充氣”，更加逼真地模擬了實際煤層瓦斯來源。
為了檢測試驗時突出發生前與突出過程中煤樣的溫度變化及煤樣內的瓦斯壓力分布情況，在每套模具的上壓板上均勻布設5個出氣孔（a），分別接有快速氣接頭，並連接有最大測量壓力範圍為4MPa的乙炔壓力表，用於進行試驗時檢測煤樣內所充瓦斯壓力，同時，通過上壓板的出氣孔還可在煤樣中埋設溫度傳感器，用來檢測試驗過程中溫度的微小變化，以期開展利用溫度變化來預測井下煤與瓦斯突出災害發生與否的研究。瓦斯壓力與溫度數據均可通過MaxTest-Load試驗控製軟件顯示。
結論
分析認為該試驗台主要有如下功能：
（1）利用電流伺服加載係統可對突出煤樣施加均布荷載和階梯形荷載，模擬工作麵前方造成突出的局部應力集中現象。
（2）可實現5種不同傾角煤層在不同地應力、不同瓦斯壓力下的煤與瓦斯突出模擬試驗，避免了以往隻能模擬水平傾角煤層的突出試驗。
（3）利用泡沫不鏽鋼隔離煤樣與進氣孔，實現了對突出煤樣的“麵充氣”功能，逼真模擬了井下煤層瓦斯源。
（4）通過快速釋放機構，可瞬間打開突出口使突出端突然卸壓，減小了對突出強度的影響。
（5）實現了煤與瓦斯突出試驗的全過程回放。最後簡要介紹了利用該試驗台成功進行的兩次煤與瓦斯突出模擬試驗，觀測到瓦斯壓力越大突出強度越大、具有明顯的典型突出孔洞以及突出的碎煤具有明顯的分選性等現象，與現場煤與瓦斯突出特征基本吻合，進而證明該模擬試驗台將在煤礦瓦斯災害防治領域發揮一定作用，為國內學者進一步深層次研究煤與瓦斯突出機製做出應有貢獻。