CN103558357A - 水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置 - Google Patents

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Inventor
陈立伟
裴蓓
刘军
袁军伟
王林
陈向军
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Abstract

本发明涉及水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，该试验装置由真空脱气、恒温、吸附平衡、煤样注水及解吸测定五个系统构成，各系统具体如下：(1)真空脱气单元；(2)恒温单元；(3)吸附平衡单元；(4)煤样注水单元；(5)解吸测量控制单元。本发明广泛用于高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井提高煤瓦斯气体抽放率和抽放效果等方面。

Description

水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置
技术领域
本发明涉及水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，本发明属于煤系地层瓦斯抽放实验技术领域。
背景技术
生产实践表明，煤体注水防突的作用机理主要体现在两个方面，一是注水湿润可以改变煤的力学性质，减小煤体弹性和强度，增大塑性，使巷道前方的高应力区向煤体深部转移，降低应力集中系数；另一个方面，煤体湿润后，能够使透气性成百上千倍地降低，水对瓦斯解吸起到明显的阻碍效应，大幅度降低煤中瓦斯涌出初速度和瓦斯涌出量。煤层注水具有施工工程量小、措施校检指标超标率低、工作环境得到改善等诸多优点，且可以减少煤体瓦斯解吸速度和瓦斯涌出量，缓解或消除煤层的瓦斯突出危险性。但遗憾的是，长期以来，研究者把主要精力放在注水工艺和注水装备的研究上，在水分对瓦斯解吸规律的影响方面缺乏定量研究。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，该试验装置由真空脱气、恒温、吸附平衡、煤样注水及解吸测定五个系统构成，各系统具体如下：
(1)真空脱气单元
该单元由复合真空计、真空泵、真空管、真空规管和玻璃三通阀组成。
(2)恒温单元
由恒温水浴、超级恒温器、煤样罐、充气罐、精密压力表和高纯甲烷气源组成。
(3)吸附平衡单元
由精密压力表、甲烷气源、充气罐、煤样罐和阀门组成。
(4)煤样注水单元
该单元由精密压力表、平流泵、量杯测定仪组成。
(5)解吸测量控制单元
该单元由压力调控阀、瓦斯解吸测定仪组成。
本发明广泛用于高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井提高煤瓦斯气体抽放率和抽放效果等方面。
附图说明
通过参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和其它方面及优点将变得更加易于清楚，在附图中：
图1为本发明的水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置的原理结构示意图。
附图标记如下：
1、高压甲烷气瓶2、充气罐3、真空泵4、煤样罐5、平流泵6、量杯7、解吸仪8、恒温器9-18、高压控制阀19-22精密压力表
具体实施方式
在下文中，现在将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。
参考附图1，本发明提供一种水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，该试验装置由真空脱气、恒温、吸附平衡、煤样注水及解吸测定五个系统构成，各系统具体如下：
(1)真空脱气单元
该单元由复合真空计、真空泵、真空管、真空规管和玻璃三通阀组成。
(2)恒温单元
由恒温水浴、超级恒温器、煤样罐、充气罐、精密压力表和高纯甲烷气源组成。
(3)吸附平衡单元
由精密压力表、甲烷气源、充气罐、煤样罐和阀门组成。
(4)煤样注水单元
该单元由精密压力表、平流泵、量杯测定仪组成。
(5)解吸测量控制单元
该单元由压力调控阀、瓦斯解吸测定仪组成。
试验装置具有如下四个方面的功能：
(1)真空脱气功能
该功能由真空脱气单元执行，可完成煤样实验前真空脱气和系统管网、煤样罐、充气罐的空间体积标定。
(2)恒温功能
该功能可保持煤样罐3中煤样在吸附和解吸过程中恒温，由水浴和超级恒温器实施。
(3)注水功能
该功能可为煤中注入水分，制作不同水分含量的煤样，由平流泵和量杯实施。
(4)解吸测定功能
该功能主要是对空气介质中煤样瓦斯解吸过程模拟测定。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。本发明可以有各种合适的更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，其特征在于：
该试验装置由真空脱气、恒温、吸附平衡、煤样注水及解吸测定五个系统构成，各系统具体如下：(1)真空脱气单元；(2)恒温单元；(3)吸附平衡单元；(4)煤样注水单元；(5)解吸测量控制单元。
2.如权利要求1所述的水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，其特征在于：所述真空脱气单元由复合真空计、真空泵、真空管、真空规管和玻璃三通阀组成。
3.如权利要求1所述的水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，其特征在于：所述恒温单元由恒温水浴、超级恒温器、煤样罐、充气罐、精密压力表和高纯甲烷气源组成。
4.如权利要求1所述的水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，其特征在于：所述吸附平衡单元由精密压力表、甲烷气源、充气罐、煤样罐和阀门组成。
5.如权利要求1所述的水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，其特征在于：所述煤样注水单元由精密压力表、平流泵、量杯测定仪组成。
6.如权利要求1所述的水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，其特征在于：所述解吸测量控制单元由压力调控阀、瓦斯解吸测定仪组成。
7.如权利要求1所述的水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，其特征在于：所述试验装置具有真空脱气功能，该功能由真空脱气单元执行，可完成煤样实验前真空脱气和系统管网、煤样罐、充气罐的空间体积标定。
8.如权利要求1所述的水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，其特征在于：所述试验装置具有恒温功能，该功能可保持煤样罐3中煤样在吸附和解吸过程中恒温，由水浴和超级恒温器实施。
9.如权利要求1所述的水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，其特征在于：所述试验装置具有注水功能，该功能可为煤中注入水分，制作不同水分含量的煤样，由平流泵和量杯实施。
10.如权利要求1所述的水分对瓦斯解吸规律影响的实验装置，其特征在于：所述试验装置具有解吸测定功能，该功能主要是对空气介质中煤样瓦斯解吸过程模拟测定。
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