CN104407111A - 一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟方法，本发明以现场注气驱替煤层瓦斯技术为依托，可人为的控制和改变实验条件，从而可研究不同种类注入气体、注气压力、注气流量对注气驱替瓦斯效果的影响，实验可模拟现场注气驱替煤层瓦斯技术，改变模拟实验环境的温度，湿度，为现场注气驱替煤层瓦斯技术的应用提供一定的参考，同时可以用于检测多种气体不同比例同时注入对注气驱替瓦斯效果的影响。

Description

一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟方法

技术领域

本发明涉及瓦斯抽采领域，具体涉及一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟方法。

背景技术

我国是世界上最大的产煤国，也是发生灾害事故最严重的国家，瓦斯抽采是防治煤矿瓦斯灾害的根本措施，由于我国煤层瓦斯赋存具有“三高三低”的特征，使得煤层瓦斯采前预抽效果不甚理想，为此采取强化措施进行抽采尤为必要。目前国内外强化抽采措施主要有水力压裂、水力割裂、深孔预裂爆破等，但其工艺较为复杂，成本较高。注气驱替抽采瓦斯操作简单、成本较低。经过国内外学者的努力，注气驱替煤层瓦斯技术机理的研究取得了不少成果，但对不同因素条件下注气驱替效果及其可靠性，如不同种类注入气体、注气流量、注气压力及其诱发煤与瓦斯突出，还需进一步研究。然而对该技术的研究，现场试验方面难以实现连续监测，实验室实验缺乏相关的实验台。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟方法，用于研究不同种类注入气体、注气压力、注气流量等因素对注气驱替瓦斯效果的影响。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟方法，包括如下步骤：

S1、将压制好的型煤放置箱体中进行吸附，吸附过程中将实验箱体表面的孔进行封堵；

S2、吸附完成后，打开箱体表面封堵的孔，同时监测瞬间释放的瓦斯量；

S3、利用钻孔器在步骤S2所得的型煤中打上、中、下三个钻孔，然后利用胶囊封孔器对上中下三个钻孔进行封孔；

S4、将上下两端的胶囊封孔器依次与阀门、流量传感器、气体控制阀、真空度计、导气管、抽采泵相连，将中间的胶囊封孔器依次与阀门、流量传感器、气体控制阀、压力表、增压泵、导气管、气瓶相连，将箱体与两箱体接头相连；

S5、往箱体内加热装置、温度传感器，将加热装置、温度传感器与计算机相连；

S6、将其中一箱体接头依次与真空泵、气体控制阀、真空度计相连，将另一箱体接头依次与高压气瓶、气体控制阀、压力表相连；

S7、打开真空泵及相连的气体控制阀进行脱气，待箱体内接近与真空时，脱气完成；

S8、脱气完成后，打开高压气瓶及相连的气体控制阀进行煤体吸附甲烷过程，待吸附完成后，打开气瓶、气体控制阀、增压泵，待增压泵压力达到所需压力时，打开气体控制阀、阀门进行注气，同时打开抽采泵、气体控制阀、阀门，抽采型煤内的瓦斯，流量传感器将采集的数据传入计算机进行分析。

S9、通过计算机控制加热装置对箱体内进行加热，打开温度传感器，从而检测温度对气体注气驱替的能力的影响。

其中，所述气瓶的数量可以为多个，分别装有不同气体。

本发明具有以下有益效果：

以现场注气驱替煤层瓦斯技术为依托，可人为的控制和改变实验条件，从而可研究不同种类注入气体、注气压力、注气流量对注气驱替瓦斯效果的影响，实验可模拟现场注气驱替煤层瓦斯技术，改变模拟的温度，湿度，为现场注气驱替煤层瓦斯技术的应用提供一定的参考，同时可以用于检测多种气体不同比例同时注入对注气驱替瓦斯效果的影响。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟方法，包括如下步骤：

S1、将压制好的型煤放置箱体中进行吸附，吸附过程中将实验箱体表面的孔进行封堵；

S2、吸附完成后，打开箱体表面封堵的孔，同时监测瞬间释放的瓦斯量；

S3、利用钻孔器在步骤S2所得的型煤中打上、中、下三个钻孔，然后利用胶囊封孔器对上中下三个钻孔进行封孔；

S4、将上下两端的胶囊封孔器依次与阀门、流量传感器、气体控制阀、真空度计、导气管、抽采泵相连，将中间的胶囊封孔器依次与阀门、流量传感器、气体控制阀、压力表、增压泵、导气管、气瓶相连，将箱体与两箱体接头相连；

S5、往箱体内加热装置、温度传感器，将加热装置、温度传感器与计算机相连；

S6、将其中一箱体接头依次与真空泵、气体控制阀、真空度计相连，将另一箱体接头依次与高压气瓶、气体控制阀、压力表相连；

S7、打开真空泵及相连的气体控制阀进行脱气，待箱体内接近与真空时，脱气完成；

S8、脱气完成后，打开高压气瓶及相连的气体控制阀进行煤体吸附甲烷过程，待吸附完成后，打开气瓶、气体控制阀、增压泵，待增压泵压力达到所需压力时，打开气体控制阀、阀门进行注气，同时打开抽采泵、气体控制阀、阀门，抽采型煤内的瓦斯，流量传感器将采集的数据传入计算机进行分析。

S9、通过计算机控制加热装置对箱体内进行加热，打开温度传感器，从而检测温度对气体注气驱替的能力的影响。

所述气瓶的数量可以为多个，分别装有不同气体。

实施例1

S1、将压制好的型煤放置箱体中进行吸附，吸附过程中将实验箱体表面的孔进行封堵；

S2、吸附完成后，打开箱体表面封堵的孔，同时监测瞬间释放的瓦斯量；

S3、利用钻孔器在步骤S2所得的型煤中打上、中、下三个钻孔，然后利用胶囊封孔器对上中下三个钻孔进行封孔

S4、将上下两端的胶囊封孔器依次与阀门、流量传感器、气体控制阀、真空度计、导气管、抽采泵相连，将中间的胶囊封孔器依次与阀门、流量传感器、气体控制阀、压力表、增压泵、导气管、装有CO₂的气瓶相连，将箱体与两箱体接头相连；

S5、往箱体内加热装置、温度传感器，将加热装置、温度传感器与计算机相连；

S6、将其中一箱体接头依次与真空泵、气体控制阀、真空度计相连，将另一箱体接头依次与高压气瓶、气体控制阀、压力表相连；

S7、打开真空泵及相连的气体控制阀进行脱气，待箱体内接近与真空时，脱气完成；

S8、脱气完成后，打开高压气瓶及相连的气体控制阀进行煤体吸附甲烷过程，待吸附完成后，打开气瓶、气体控制阀、增压泵，待增压泵压力达到所需压力时，打开气体控制阀、阀门进行注气，同时打开抽采泵、气体控制阀、阀门，抽采型煤内的瓦斯，流量传感器将采集的数据传入计算机进行分析。

S9、通过计算机控制加热装置对箱体内进行加热，打开温度传感器，从而检测温度对气体注气驱替的能力的影响。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将压制好的型煤放置箱体中进行吸附，吸附过程中将实验箱体表面的孔进行封堵；

S2、吸附完成后，打开箱体表面封堵的孔，同时监测瞬间释放的瓦斯量；

S3、利用钻孔器在步骤S2所得的型煤中打上、中、下三个钻孔，然后利用胶囊封孔器对上中下三个钻孔进行封孔；

S4、将上下两端的胶囊封孔器依次与阀门、流量传感器、气体控制阀、真空度计、导气管、抽采泵相连，将中间的胶囊封孔器依次与阀门、流量传感器、气体控制阀、压力表、增压泵、导气管、气瓶相连，将箱体与两箱体接头相连；

S5、往箱体内加热装置、温度传感器，将加热装置、温度传感器与计算机相连；

S6、将其中一箱体接头依次与真空泵、气体控制阀、真空度计相连，将另一箱体接头依次与高压气瓶、气体控制阀、压力表相连；

S7、打开真空泵及相连的气体控制阀进行脱气，待箱体内接近与真空时，脱气完成；

S8、脱气完成后，打开高压气瓶及相连的气体控制阀进行煤体吸附甲烷过程，待吸附完成后，打开气瓶、气体控制阀、增压泵，待增压泵压力达到所需压力时，打开气体控制阀、阀门进行注气，同时打开抽采泵、气体控制阀、阀门，抽采型煤内的瓦斯，流量传感器将采集的数据传入计算机进行分析。

S9、通过计算机控制加热装置对箱体内进行加热，打开温度传感器，从而检测温度对气体注气驱替的能力的影响。

2.根据权利要求1所述的一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟方法，其特征在于，所述气瓶的数量可以为多个，分别装有不同气体。