CN101409024B - 煤层瓦斯动力作用模拟系统 - Google Patents
煤层瓦斯动力作用模拟系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101409024B CN101409024B CN2008100211416A CN200810021141A CN101409024B CN 101409024 B CN101409024 B CN 101409024B CN 2008100211416 A CN2008100211416 A CN 2008100211416A CN 200810021141 A CN200810021141 A CN 200810021141A CN 101409024 B CN101409024 B CN 101409024B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- hydraulic
- plunger
- gas injection
- high pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明涉及煤层瓦斯动力作用模拟系统，包括有注气系统、装样系统、压实系统和信息采集系统，所述装样系统，包括有布置多种信息传感器的高压缸体一端安装有卸气阀门，另一端为密封加压柱塞；所述液压柱塞内有液压油腔，液压柱塞中间有贯穿柱塞的进气管，所述进气管穿过另一端盖；所述注气系统由高压气瓶、调压阀、管阀件等组成，向进气管提供瓦斯气体；所述压实系统包括有液压泵站，向液压柱塞内的液压油腔注油，提供油压；所述装样、压实、注气过程的数据采集由信息采集系统控制，本发明可以再现煤层瓦斯运移和突出的过程，再现煤岩应力集中和应力释放的过程，及其它相关的物理效应实验研究。
Description
技术领域
本发明属于一种煤层瓦斯动力作用物理模拟试验设备。
背景技术
由于煤中瓦斯的物质组成和赋存条件的复杂性，煤体中的瓦斯的吸附、解吸、扩散、渗流和突出的过程是一个非常复杂的过程，伴随着声、光、电、热、磁等效应；分析和利用这些效应产生的机理，探讨与解决瓦斯动力作用的防治技术问题。
目前为止，对于含瓦斯煤体的固-气耦合介质分离方法的研究还不多，关于煤与瓦斯动力作用的模拟实验研究成果还很少。在这种情况下，研究含瓦斯煤体的固-气耦合介质分离方法并研制相应的实验设备，显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤层瓦斯动力作用模拟系统，通过建立实验系统，可以模拟煤层样品的压实、煤层瓦斯气运移、煤与瓦斯突出以及不同压力条件下的煤的微观结构变化，为矿井瓦斯灾害防治以及勘探开发工艺研究等提供实验研究技术。
本发明的技术方案如下：
煤层瓦斯动力作用模拟系统，包括有注气系统、装样系统、压实系统和信息采集系统，其特征在于所述的装样系统，包括有布置多种信息传感器的高压缸体一端安装有卸气阀门，另一端为密封加压柱塞；所述的液压柱塞内有液压油腔，液压柱塞中间有贯穿柱塞的进气管，所述的进气管穿过另一端盖；所述的注气系统由高压气瓶、调压阀、管阀件等组成，向进气管提供瓦斯气体；所述的压实系统包括有液压泵站，向液压柱塞内的液压油腔注油，提供油压；所述的装样、压实、注气过程的数据采集由信息采集系统控制。
所述的装样系统，其特征在于所述的卸气阀门的结构为：排放口上安装有前端盖，所述的前端盖通过支座铰接有压杆及卡座，所述的压杆中间安装有螺栓，所述的螺栓顶在所述的前端盖上，卡座端部有卡钩卡在压杆端部，所述的卡座上连接有触发拉绳。
本发明系统的操作流程：
1、打开缸体端盖装样。装样的过程中，根据设计位置依次放入煤岩压力传感器，装样程序结束后，安装前端盖。
2、使用液压泵给缸体的液压活塞内液压油缸提供高压液体，推动液压活塞，对煤样品进行压实。
3、打开缸体上的温度、气压和电磁的测量孔，用电钻对压实后的煤样钻孔，安装传感器。
4、使用高压气瓶通过进气管向缸体高压煤样内注气，通过流量计测量注气量。至此，完成了含瓦斯煤体天然状态的模拟。
5、根据实验内容的不同，一是打开排气阀门，使瓦斯气体流经流量计，观测气体排出量与速度，以及瓦斯运移过程中伴生的物理现象；一是快速开启大口径端盖，观测煤与瓦斯突出动力特征及物理效应。
6、从实验开始到实验结束，计算机内软件同步运行，通过RS232串口通信对实验数据进行动态采集和显示。
本发明模拟系统可以再现煤层瓦斯运移和突出的过程，再现煤岩应力集中和应力释放的过程，以及其它相关的物理效应实验研究。
附图说明
图1为本发明系统工作原理框图。
图2为本发明缸体结构示意图。
具体实施方式
煤层瓦斯动力作用模拟系统，包括有注气系统、装样系统、压实系统和信息采集系统。装样系统包括有缸体1，缸体1为耐腐蚀、耐高压材料制作，为降低加工难度，提高工艺性，缸体1设计分为两节，内壁拉毛，以防串流，其中一节安装排放端盖2，排放端盖2上有排放口，排放端盖上安装快开式卸气阀门3，另一节装有液压柱塞4、液压缸端盖5，液压柱塞4、液压缸端盖5之间有密封机构，液压缸端盖5外有密封调节机构，以便由于密封机构磨损后可通过压紧密封圈保证密封，密封结构和液压柱塞4可以拆卸。快开式卸气阀门分别为不同的口径。
液压柱塞4内有液压油腔6，液压柱塞4中间有贯穿柱塞的进气管7，进气管7穿过液压缸端盖5。
缸体1设置有测量孔8，为4排测量孔，分别为多个气压测量孔、煤岩压力信号引出孔、温度信号引出孔和电磁信号引出孔，每个信号引出口可拆且密封。
缸体1安装于支架上，可通过蜗轮蜗杆机构实现180度手动翻转、倾角、定位。倾角可示值，锁紧定位。支架通过地脚螺丝固定到地面上。
注气系统由高压气瓶、调压阀、管阀件等组成，向进气管提供瓦斯气体。
压实系统包括有液压泵站，向液压柱塞内的液压油腔6注油，提供油压，压实煤层。
所述的装样、压实、注气过程的数据采集由信息采集系统控制。
传感器及仪表电路
装样缸体上安装气体压力表、缸内压力传感器、温度传感器、电磁传感器，测量注入缸体气体量的流量传感器，测量缸体卸放气体的流量传感器，高压气钢瓶配套的压力表，液压系统配套的压力表。
主要技术参数
(1)最高工作压力：挤压20Mpa，气体压力2.5Mpa。
(2)模型管：φ270×1200，压实后的有效长度≥800 mm。
本系统可模拟天然状态含瓦斯煤体动力现象及相关物理效应，为矿井瓦斯动力灾害预测与防治以及勘探开发工艺设计提供实验研究条件。
Claims (1)
1.煤层瓦斯动力作用模拟系统，包括有注气系统、装样系统、压实系统和信息采集系统，其特征在于所述的装样系统，包括有布置多种信息传感器的高压缸体，所述高压缸体一端安装有卸气阀门，另一端为密封液压柱塞；所述液压柱塞内有液压油腔，液压柱塞中间有贯穿柱塞的进气管，所述的进气管穿过液压油腔的端盖；所述的注气系统包括高压气瓶、调压阀、管阀件，向进气管提供瓦斯气体；所述的压实系统包括有液压泵站，向液压柱塞内的液压油腔注油，提供油压；所述的装样、压实、注气系统的数据采集由信息采集系统控制，所述的卸气阀门的结构为：排放口上安装有前端盖，所述的前端盖通过支座铰接有压杆及卡座，所述的压杆中间安装有螺栓，所述的螺栓顶在所述的前端盖上，卡座端部有卡钩卡在压杆端部，所述的卡座上连接有触发拉绳。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100211416A CN101409024B (zh) | 2008-07-25 | 2008-07-25 | 煤层瓦斯动力作用模拟系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100211416A CN101409024B (zh) | 2008-07-25 | 2008-07-25 | 煤层瓦斯动力作用模拟系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101409024A CN101409024A (zh) | 2009-04-15 |
| CN101409024B true CN101409024B (zh) | 2011-08-10 |
Family
ID=40572023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100211416A Expired - Fee Related CN101409024B (zh) | 2008-07-25 | 2008-07-25 | 煤层瓦斯动力作用模拟系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101409024B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108088978A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-29 | 中国矿业大学 | 一种采动岩层移动和瓦斯运移的三维相似模拟试验装置 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102252957B (zh) * | 2011-04-19 | 2013-07-03 | 河南理工大学 | 卸压构造煤固-流转化参数实验测定装置及方法 |
| CN102243223B (zh) * | 2011-04-22 | 2014-04-30 | 河南理工大学 | 一种煤岩瓦斯动力灾害模拟装置 |
| CN102865064B (zh) * | 2012-10-19 | 2015-03-25 | 河南理工大学 | 煤层气井排采过程气、水流动状态及效应模拟装置 |
| CN103413490B (zh) * | 2013-08-31 | 2016-08-10 | 山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿 | 一种瓦斯抽采教具 |
| CN103529188B (zh) * | 2013-10-12 | 2015-10-07 | 安徽理工大学 | 一种煤与瓦斯突出渗透失稳试验装置 |
| CN103956105A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-30 | 西安科技大学 | 小型三维采空区气体运移规律物理相似模拟实验台 |
| CN103995093B (zh) * | 2014-06-12 | 2016-02-24 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 用于煤与瓦斯突出动力效应模拟实验的动力系统 |
| CN104181282A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-12-03 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种煤与瓦斯突出动力效应模拟实验方法 |
| CN104698138B (zh) * | 2015-03-23 | 2017-08-11 | 贵州省矿山安全科学研究院 | 一种微震响应煤与瓦斯突出自触发模拟实验装置 |
| CN105865929B (zh) * | 2016-03-30 | 2019-01-04 | 中国科学院力学研究所 | 一种岩石类材料破裂特性试验系统及方法 |
| CN107748241B (zh) * | 2017-10-25 | 2020-04-21 | 辽宁工程技术大学 | 一种水力压裂和瓦斯突出综合模拟试验装置 |
| CN108387703A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-08-10 | 西安科技大学 | 一种煤与瓦斯突出综合试验装置 |
| CN111351704B (zh) * | 2018-12-05 | 2021-08-13 | 重庆大学 | 一种深部开采矿井复合动力灾害动力效应模拟实验方法 |
| CN110299059A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-01 | 中国矿业大学 | 一种突出煤层抽采瓦斯及消突测试一体化试验装置 |
| CN111521728B (zh) * | 2020-05-15 | 2022-05-13 | 福州大学 | 具有多维浓度梯度的气体燃爆管道实验装置及方法 |
| CN111524438B (zh) * | 2020-05-22 | 2022-03-22 | 福州大学 | 巷道瓦斯涌出的多维浓度场构建实验装置及方法 |
-
2008
- 2008-07-25 CN CN2008100211416A patent/CN101409024B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108088978A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-29 | 中国矿业大学 | 一种采动岩层移动和瓦斯运移的三维相似模拟试验装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101409024A (zh) | 2009-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101409024B (zh) | 煤层瓦斯动力作用模拟系统 | |
| CN106290045B (zh) | 非常规致密砂岩储层含油性和可动性评价实验方法 | |
| CN100390357C (zh) | 隧道结构、围岩及地下水相互作用的模拟试验台 | |
| CN104458534B (zh) | 一种加卸载条件下煤系地层裂隙渗流模拟试验装置及方法 | |
| CN102400714B (zh) | 一种高水压、高应力和自动开采的矿井水害综合模拟系统及试验方法 | |
| CN107024420A (zh) | 一种含瓦斯煤岩动态扰动流固耦合三轴伺服渗流装置 | |
| CN110346261B (zh) | 一种自平衡式煤岩三轴加载渗流与驱替试验仪器及方法 | |
| CN103076270A (zh) | 一种环向裂隙岩石试件及其mhc 耦合渗流实验装置及装置的使用方法 | |
| CN103822856B (zh) | 不同应力约束条件下煤体瓦斯吸附解吸扩散模拟实验装置 | |
| CN206573380U (zh) | 煤岩三轴蠕变渗流试验系统 | |
| CN108375660A (zh) | 一种高压水射流破碎海底水合物沉积物的试验装置及方法 | |
| CN110306964B (zh) | 一种水力压裂煤层裂纹可视化及增透效果评价方法 | |
| CN110284922B (zh) | 一种co2地质封存强化瓦斯抽采诱发突出风险测试方法 | |
| CN106525526A (zh) | 一种含瓦斯原煤高压注水及径向瓦斯渗透率的测定方法 | |
| CN210269442U (zh) | 一种三轴煤岩多场多相耦合压裂实验装置 | |
| CN106482924A (zh) | 岩石生烃流动模拟装置 | |
| CN106153442A (zh) | 用于岩石裂隙多场耦合作用下剪切试验的密封装置 | |
| CN103926479A (zh) | 煤体瓦斯运移过程电荷监测装置及其监测方法 | |
| CN206804490U (zh) | 一种煤岩非线性渗透系数测试装置 | |
| CN206450554U (zh) | 饱水地层掌子面土体在三向应力下临界渗透气压测试装置 | |
| CN112049610B (zh) | 煤层气井合层排采时各煤层参数动态变化测试装置与方法 | |
| CN110456022A (zh) | 一种动态监测煤储层敏感性和排采控制模拟试验系统 | |
| CN201247546Y (zh) | 煤层瓦斯动力作用模拟系统 | |
| CN110082220A (zh) | 一种真三轴多孔导向压裂实验装置 | |
| CN108756991A (zh) | 一种煤层注co2置换驱替瓦斯的系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110810 Termination date: 20120725 |